Десайи дебютировал в национальной сборной в 1993 году, но игроком основного состава стал только в 1996 году. Он был важным звеном команды, выигравшей чемпионат мира 1998. Двумя годами позже французы завоевали ещё один титул, выиграв чемпионат Европы 2000. По окончании турнира Десайи стал капитаном сборной — прежний капитан, Дидье Дешам завершил карьеру. В 2001 и 2003 сборная Франции выиграла Кубок конфедераций.