Lokakuussa 2009 Hamrénin nimi on ollut vahvasti ehdolla Ruotsin uudeksi maajoukkuevalmentajaksi. Rosenborgilla ei ole halua päästää Hamrénia pois maajoukkueesta, mutta hän itse on ilmaissut kiinnostuksensa tehtävään. Lopulta Hamrén ja liitto pääsivät marraskuun alussa sopuun asiasta. Hän aloitti Ruotsin maajoukkuevalmentajana välittömästi, mutta jatkoi myös seurajoukkueensa päävalmentajana kesäkuuhun 2010 saakka. Hamrénin sopimus kattaa myös MM2014-karsinnat. Rosenborg voitti Hamrénin johdolla Norjan mestaruuden toistamiseen kaudella 2010. Ruotsi selvisi hänen johdollaan EM-kisoihin 2012. Turnaus päättyi jo alkulohkoon, kun Ruotsi voitti vain Ranskan lohkovaiheen viimeisellä kierroksella. Ruotsi pelasi muun muassa 4–4 tasapelin Saksaa vastaan ja sijoittui karsintalohkonsa toiseksi. Hamrén ei kuitenkaan onnistunut luotsaamaan Ruotsia lopputurnaukseen, kun Portugali voitti jatkokarsinnan yhteismaalein 4–2. Ruotsi jäi MM-lopputurnauksen ulkopuolelle toista kertaa peräkkäin.