Από το 1998, όταν η Γαλλία αναδείχθηκε πρωταθλήτρια κόσμου, ο Ανρί αποτελεί ηγετικό μέλος της εθνικής ομάδας μέχρι και το τέταρτο Παγκόσμιο Κύπελλο του 2010 που συμμετείχε. Μάλιστα, από τότε, σε όλες ανεξαιρέτως τις διοργανώσεις έχει αναδειχτεί πρώτος σκόρερ της ομάδας, συμπεριλαμβανομένου της πρώτης μεγάλης διοργάνωσης που συμμετείχε, το Παγκόσμιο Κύπελλο του 1998, όπου σημείωσε τρία τέρματα. Σημείωσε δύο τέρματα και στο αποτυχημένο (για τη Γαλλία) Παγκόσμιο Κύπελλο του 2002,ενώ το 2006 σημείωσε το καθοριστικό γκολ στον αγώνα με τη Βραζιλία. Ήταν από τους πρωταγωνιστές και στα δύο Παγκόσμια Κύπελλα που η Γαλλία έφτασε στον τελικό, όπως επίσης και στο Ευρωπαϊκό Πρωτάθλημα του 2000, όπου η Γαλλία κέρδισε τον τίτλο. Ψηφίστηκε ο καλύτερος παίκτης του νικηφόρου Κυπέλλου Συνομοσπονδιών του 2003. Έχει πετύχει τα περισσότερα γκολ στην ιστορία της εθνικής Γαλλίας (κατάλογος ποδοσφαιριστών ανδρών με 50 ή περισσότερα διεθνή γκολ).