Yıldıray, millî takımının formasını ilk defa 21 Ocak 1998 tarihinde Arnavutluk ile oynanan hazırlık maçında giydi. Millî takımla ilk golünü ise 2002 FIFA Dünya Kupası "play off" maçında Avusturya'ya karşı atmıştır. Türkiye'nin 2002 FIFA Dünya Kupası ve 2003 FIFA Konfederasyonlar Kupası kadrolarında da yer alan Yıldıray 2008 Avrupa Futbol Şampiyonası'nın 26 kişilik kadrosunda yer almış ancak kadronun 23'e düşürülmesiyle Halil Altıntop ve İbrahim Kaş ile birlikte kadrodan çıkarılmıştır. Bu olay üzerine Yıldıray,