Olsen şu ana kadar Danimarka milli takımı için 89 maçta oynadı ve 198 gol attı. Milli takımıyla birlikte Rio de Janeiro'daki 2016 Yaz Olimpiyat Oyunları'nda altın madalya kazandı ve 2019 Dünya Erkekler Hentbol Şampiyonası'nda dünya şampiyonu oldu.