Schon als 14-Jährige spielte Anouk Hoogendijk in der U-17-Nationalmannschaft, zwei Jahre später in der U-19. Am 6. August 2004 gab sie ihr Debüt in der A-Nationalmannschaft. Sie gehörte zum Kader der Niederländerinnen bei der EM-Endrunde in Finnland und sicherte ihrer Mannschaft als letzte Schützin im Elfmeterschießen des Viertelfinales gegen Frankreich den Einzug ins Halbfinale. Auch 2013 stand sie im EM-Kader und kam in den drei Gruppenspielen zum Einsatz, schied aber bereits nach der Vorrunde aus. Am 8. April 2015 machte sie beim Freundschaftsspiel gegen Norwegen ihr 100. Länderspiel.