Vào ngày 6 tháng 2 năm 2018, Koeman được bổ nhiệm làm huấn luyện viên của đội tuyển bóng đá quốc gia Hà Lan theo hợp đồng có thời hạn 4 năm và bao gồm cả FIFA World Cup 2022. Ông thay thế Dick Advocaat, người đã từ chức sau khi không thể dẫn dắt Hà Lan đến FIFA World Cup 2018. Dưới sự dẫn dắt của Koeman, đội tuyển Hà Lan dần có sự cải thiện, đoạt á quân UEFA Nations League mùa 2018/2019 và giành vé tham dự vòng chung kết UEFA EURO 2020.