Dopo aver giocato con tutte le nazionali giovanili francesi, il 10 ottobre 2009 fece il proprio debutto in Nazionale maggiore subentrando al 62º minuto durante la sfida vinta per 5-0 contro le Isole Fær Øer a Guingamp. Venne convocato per il Campionato mondiale 2014 in Brasile e per gli Europei casalinghi del 2016. Al Mondiale la Francia venne eliminata dalla Germania futura vincitrice del torneo per 1-0 (partita in cui comunque Sissoko non giocò), e lui segnò la sua prima rete con la selezione transalpina nel vittorioso 5-2 contro la Svizzera.