Pe 2 septembrie 2011, Lovren a marcat primul său gol la naționala mare împotriva Maltei într-un meci contând pentru calificările la Campionatul European din 2012. El a fost inclus de antrenorul Slaven Bilić în lista celor 23 de jucători din lotul pentru UEFA Euro 2012, dar a trebuit să se retragă din cauza unui accidentări suferite cu o săptămână înainte de turneu. Lovren a marcat al doilea său gol pentru Croația la 26 martie 2013 în meciul de calificare contând pentru Campionatul Mondial din 2014 împotriva Țării Galilor, de pe Stadionul Liberty din Swansea. În acea partidă Gareth Bale a marcat din penaltiul făcut de Lovren. Croația a câștigat în cele din urmă cu 2-1.