Tanskan maajoukkueessa Olsen pelasi urallaan 84 A-maaottelua. Hän debytoi huhtikuussa 1986 Bulgariaa vastaan ja nousi pian vakiomaajoukkuepelaajien joukkoon. Hän edusti Tanskaa EM-kisoissa 1988, mutta jäi kapteeniksi valitun veteraanipuolustaja Morten Olsenin varjoon.