Sur le plan international, Laure débute en équipe de France A lors de sa seconde saison à Clairefontaine en 2005. Elle retourne ensuite en sélection jeune pour l'Euro des moins de 19 ans, puis avec l'équipe de France espoir et enfin dispute la Coupe du monde des moins de 20 ans. Titulaire au PSG, Laure s'impose en Bleue à partir de 2009 et participe aux quatrièmes places obtenues lors du Mondial 2011 et des JO 2012, ainsi qu'aux quarts-de-finale de l'Euro 2013 et de la Coupe du monde 2015. Laure Boulleau joue son dernier match international l'année suivante et compte 65 sélections.