Owen Hargreaves mógł wybrać grę w reprezentacji Kanady, jednak jego szybki wyjazd do Niemiec uniemożliwił mu to. 31 sierpnia 2000 roku ówczesny trener reprezentacji Anglii U-21 Howard Wilkinson powołał Hargreavesa na mecz towarzyski z Gruzją (6:1). Później piłkarz Bayernu wystąpił w kolejnych meczach drużyny U-21. W pierwszej reprezentacji seniorów zadebiutował 15 sierpnia 2001 roku w meczu przeciwko Holandii. W 2002 Sven-Göran Eriksson powołał go, jako jedynego gracza spoza Premiership, na Mistrzostwa Świata, na których Anglia odpadła w ćwierćfinale z Brazylią. Hargreaves jednak doznał kontuzji już w drugim meczu grupowym z Argentyną i musiał zostać zmieniony. Jego kariera reprezentacyjna, pomimo małego znaczenia dla drużyny narodowej i niechęci kibiców, rozwijała się i w 2004 został on powołany na Mistrzostwa Europy, zaś w 2006 na Mistrzostwa Świata, na których rozegrał dwa mecze w fazie grupowej, przeciwko Paragwajowi i Szwecji. Do tej pory rozegrał w reprezentacji Anglii 42 mecze i nie zdobył gola.