Él recibió su primera convocatoria con la selección absoluta en 2006 para un partido de clasificación Euro 2008 contra las Islas Feroe, Jugando los 90 minutos, y Francia logró una victoria por 5-0. Debido a sus actuaciones con Lyon y con la selección nacional, fue nombrado para el equipo de 23 jugadores que participaron en la UEFA Euro 2008. A pesar de que Francia no estuvo a la altura de las expectativas, Toulalan fue uno de los pocos jugadores franceses que iniciaron los tres partidos de la fase de grupos.