Стам дебютировал в национальной сборной Нидерландов 24 апреля 1996 года в матче против сборной Германии, проигранном голландцами со счётом 1:0. Он принимал участие в чемпионатах Европы 1996, 2000 (3-4 место) и 2004 года, и в чемпионате мира 1998 года (4-е место). На Евро 2000 он пробил мимо ворот в серии пенальти в полуфинале со сборной Италии, в результате чего Нидерланды проиграли. После чемпионата Европы 2004 года в Португалии Стам объявил о своём уходе из национальной команды, объяснив это желаниями сосредоточиться на выступлении за клуб и проводить больше времени с семьёй.