Koeman spillede desuden 31 kampe og scorede to mål for det hollandske landshold, som han debuterede for 27. april 1983 i en venskabskamp mod Sverige. Han var en del af den hollandske trup, der vandt guld ved EM i 1988 i Vesttyskland. Her spillede han fire af hollændernes fem kampe, heriblandt finalesejren over Sovjetunionen. To år senere deltog han også ved VM i 1990 i Italien. Her fik han dog kun spilletid i én af kampene i turneringen, hvor hollænderne blev slået ud i 1/8-finalen.