Yhdysvaltoja alle 20-vuotiaissa edustanut ja ikäluokan MM-pronssia vuonna 2004 saavuttanut Rapinoe debytoi Yhdysvaltain naisten jalkapallomaajoukkueessa vuonna 2006. Hän kuului Yhdysvaltain joukkueeseen vuoden 2011 MM-kilpailuissa, joissa Rapinoe teki yhden maalin Yhdysvaltain saavuttaessa hopeaa. Seuraavana vuonna Rapinoe oli mukana myös kesäolympialaisissa Lontoossa, jossa hän pelasi jokaisessa kuudessa ottelussa tehden kolme maalia, muun muassa suoraan kulmapotkusta Kanadaa vastaan, ja saavuttaen olympiakultaa. Vuoden 2015 MM-kilpailuissa Rapinoe voitti maailmanmestaruuden. Hän pelasi kaikissa Yhdysvaltain otteluissa lukuun ottamatta puolivälierää, josta hän joutui olemaan poissa varoitustilin täyttymisen vuoksi, ja teki kaksi maalia alkulohko-ottelussa Australiaa vastaan. Vuoden 2019 MM-kilpailuissa Rapinoe voitti kultaa, tehden 6 maalia ja voitti turnauksen parhaan pelaajan sekä parhaan maalintekijän palkinnon. Hän saavutti olympiapronssia vuodelle 2021 siirretyissä Tokion olympialaisissa.