Op 6 augustus 2004 maakte ze haar debuut voor het Nederlands elftal. In de zomer van 2009 nam ze met het Nederlands elftal deel aan het EK. Ze speelde alle wedstrijden met als speciale hoogtepunt dat ze in de kwartfinale de beslissende penalty mocht nemen en verzilveren tegen het Frans vrouwenvoetbalelftal waardoor ze de halve finale bereikte met haar teamgenoten. Hoogendijk deed ook in 2013 mee aan het EK. Nederland kwam niet verder dan de groepsfase, waarin geen wedstrijd gewonnen werd. Hoogendijk plaatste zich in 2014 voor het eerst in de Nederlandse geschiedenis met de nationale vrouwenploeg voor het WK. Ze werd door bondscoach Roger Reijners ook in de definitieve selectie opgenomen voor het toernooi. Hoogendijk maakte in januari 2017 bekend dat ze stopte als international, met 103 interlands en negen doelpunten achter haar naam. Haar laatste interland dateerde van twee jaar eerder.