Ranskan maajoukkueessa Sagnol pelasi 58 ottelua. Maajoukkuedebyyttinsä hän teki syksyllä 2000 Turkkia vastaan pelatussa ottelussa. Sagnol oli voittamassa Maanosaliittojen Cupia vuonna 2001 ja 2003. Hän kuului myös MM-kisojen 2002 joukkueeseen mutta ei päässyt turnauksessa pelaamaan. Sagnol pelasi Ranskan joukkueessa myös EM-kilpailut 2004, MM-kilpailut 2006 ja EM-kilpailut 2008. MM-kilpailuissa 2006 Ranska saavutti MM-hopeaa, hävittyään Italialle MM-finaalissa rangaistuspotkuilla 5–3. Sagnol oli yksi Ranskan rangaistuspotkun ampujista, ja hän ampui oman rankkarinsa maaliin. Sagnolin viimeinen palvelus Ranskalle oli EM-kilpailut 2008, joissa joukkue romahti ja putosi jo alkulohkovaiheessa.