На чемпіонаті Європи 2004 року Анрі взяв участь у всіх матчах національної збірної й відзначився двома голами. На груповій стадії Франція здолала Англію, але у чвертьфіналі її несподівано вибила Греція — матч закінчився з рахунком 0:1. Під час чемпіонату світу 2006 року футболіст грав на позиції єдиного форварда своєї команди, він забив три голи, зокрема переможний гол після виконаного Зіданом вільного удару в матчі проти чинних чемпіонів бразильців. Однак у фіналі Франція за пенальті поступилася Італії (5:3). Анрі не брав участі в серії післяматчевих ударів, оскільки після виснажливого овертайму м'язи його ніг звело судомою. Нападник був серед десяти номінантів на «Золотий м'яч», який вручають найкращому гравцю турніру, але в підсумку нагороди удостоївся Зідан. Втім, 2006 року Анрі потрапив до складу символічної збірної світу "World XI", яку склали функціонери . 13 жовтня 2007 року в матчі проти Фарерських островів Анрі забив за збірну свій 41-й гол, повторивши досягнення Мішеля Платіні, найкращого бомбардира Франції всіх часів. Чотири дні по тому на стадіоні «Божуар» він зробив дубль у матчі з Литвою, встановивши тим самим новий рекорд національної команди. 3 червня 2008 року Франція зіграла з Колумбією, і для Анрі це був сотий матч у складі збірної, він став шостим футболістом, який дістався до цієї позначки.