Luka Karabatić, 8 Haziran 2011'de Arjantin'e karşı oynadığı maçla Fransa millî takımındaki ilk maçına çıktı. 2014'te Danimarka'daki Avrupa Şampiyonası'nda altın madalya kazandı. 2015 yılında Katar'da gerçekleşen Dünya Şampiyonası'nda şampiyon oldu ve yedi gol atıp dokuz maçta oynadı. 2016'da Polonya'daki Avrupa Şampiyonası'na ve gümüş madalya kazandığı Rio de Janeiro'daki Yaz Olimpiyat Oyunları'na katıldı. 2017 yılında Fransa'da düzenlenen Dünya Şampiyonası'nda ikinci kez altın madalyayı kazandı, ancak Japonya'ya karşı oynanan ilk turun ikinci maçında sakatlanmasıyla sonraki maçlarda oynayamadı. Bu nedenle kadroya onun yerine pivot pozisyonda oynaması için Dika Mem çağrıldı. 2018 yılında bronz madalya kazandığı Hırvatistan'daki Avrupa Şampiyonası'nda, beş maçta oynadı ve 10 gol attı. Bir yıl sonra, Almanya ve Danimarka'da düzenlenen 2019 Dünya Erkekler Hentbol Şampiyonası'nın üçüncülük maçında Almanya'yı 26-25 yenen Fransa millî takımı ile bronz madalya kazandı. Bütün bu başarıları kardeşi Nikola ile elde etti.