W reprezentacji Islandii Thorvaldsson zadebiutował 30 marca 2005 roku w zremisowanym 0:0 towarzyskim spotkaniu z Włochami. W swojej karierze występował już w eliminacjach do Mistrzostw Świata w Niemczech, a obecnie rywalizuje o miejsce w składzie walczącym w kwalifikacjach do Euro 2004. Swoją pierwszą bramkę w kadrze islandzkiej zdobył w czerwcu 2005 w wygranym 4:1 meczu z Maltą.