Im September 1999 gab er in der EM-Qualifikation in Dijon im Spiel gegen Rumänien sein Debüt für die französische Nationalmannschaft. Mit ihr wurde Omeyer 2008 und 2012 Olympiasieger, 2001, 2009, 2011, 2015 und 2017 Weltmeister sowie 2006, 2010 und 2014 Europameister.