En équipe de France, il compte 72 sélections et porte le brassard de capitaine à 50 reprises de 1979 à 1987. Il possède jusqu'en 2007 le record du nombre de buts marqués en équipe de France avec 41 buts entre 1976 et 1987, battu depuis 2007 par Thierry Henry (51) puis par Olivier Giroud, en 2020. Il termine avec les "Bleus" quatrième de la Coupe du monde 1982 puis remporte le championnat d'Europe des Nations en 1984 en étant le meilleur buteur de la compétition avec neuf buts inscrits. Vainqueur de la Coupe intercontinentale des nations (trophée Artemio Franchi) en 1985, Michel Platini termine ensuite troisième de la Coupe du monde 1986.