Der 1,85 m große Matthijs Brouwer bestritt 211 Länderspiele für die niederländische Nationalmannschaft. Er erzielte 68 Länderspieltore. Der Stürmer debütierte 2000 in der Nationalmannschaft. Im März 2002 bei der Weltmeisterschaft in Kuala Lumpur unterlagen die Niederländer im Halbfinale der australischen Mannschaft, im Spiel um die Bronzemedaille bezwangen die Niederländer die Südkoreaner in der Verlängerung. Im Jahr darauf bei der Europameisterschaft in Barcelona unterlagen die Niederländer im Halbfinale der spanischen Mannschaft mit 2:5 und verloren auch das Spiel um den dritten Platz im Siebenmeterschießen gegen das englische Team. 2004 bei den Olympischen Spielen in Athen gewannen die Niederländer ihre Vorrundengruppe und siegten im Halbfinale mit 3:2 über die deutsche Mannschaft. Im Finale unterlagen die Niederländer den Australiern mit 1:2 nach Sudden Death durch ein Tor von Jamie Dwyer in der Verlängerung.