Anelka pelasi Ranskan maajoukkueessa 69 maaottelua ja teki niissä 14 maalia. Hän kuului voittajajoukkueeseen EM-kilpailuissa 2000 ja Maanosaliittojen cupissa 2001. Hän edusti Ranskaa EM-kisoissa 2008 ja MM-kisoissa 2010. Ranskan päävalmentaja Raymond Domenech lähetti Anelkan kotiin kesken MM-kisojen 2010, koska tämä oli arvostellut Domenechia Meksiko-ottelun puoliajalla. Anelkan pakattua tavaransa ja häivyttyä, koko muu Ranskan joukkue osoitti seuraavissa harjoituksissa mieltään ja kieltäytyi harjoittelemasta Anelkan tapauksen takia. Lopulta Ranska saalisti kisoista vain yhden tasapelipisteen ja lähti aikaisin kotimatkalle.