В конце мая 2012 года главный тренер сборной Франции Лоран Блан включил Жиру в список 23 футболистов, которые отправились на чемпионат Европы 2012. На Евро Оливье принял участие в трёх встречах, в том числе в четвертьфинальном матче со сборной Испанией, которая впоследствии стала чемпионом Европы. Во всех трёх играх Жиру выходил на замену, не сумев отличиться. В матче-открытии Евро-2016 забил один мяч в ворота сборной Румынии, а в четвертьфинальном матче с исландцами оформил дубль в ворота соперников. Также на протяжении турнира отдал две голевые передачи. Таким образом сыграл шесть матчей на турнире: забил три мяча и отдал две голевые передачи.