Ihr Debüt in der A-Nationalmannschaft feierte Bouhaddi am 21. Februar 2004 bei einem Spiel gegen Schottland. 2005 gehörte sie zum Kader Frankreichs bei der Europameisterschaft in England. Für den endgültigen WM-Kader 2011 wurde sie überraschenderweise nicht benannt, wohl aber ab Anfang 2012 wieder. Sie gehörte zum französischen Olympiaaufgebot 2012 und bestritt in London alle sechs Begegnungen der "Bleues". Ebenso berief Nationaltrainer Bruno Bini sie in das französische EM-Aufgebot 2013 und setzte sie in drei der vier Begegnungen ein. Sie gehörte zum Kader für die Weltmeisterschaft 2015, zum französischen Aufgebot beim olympischen Fußballturnier 2016 und 2017 zum Europameisterschaftskader. Ebenso wurde Sarah Bouhaddi in den französischen 23er-Kader zur WM 2019 im eigenen Land berufen.