Koeman grał także w reprezentacji Holandii, w której zadebiutował 27 kwietnia 1983 roku w przegranym przez Holandię 0:3 meczu z reprezentacją Szwecji. Ogółem w reprezentacji Holandii rozegrał 31 meczów strzelając przy tym 2 bramki. Zdobył Mistrzostwo Europy w 1988 oraz grał na Mundialu we Włoszech w 1990. Ostatni występ w reprezentacji przypadł na rok 1994 w zremisowanym 2-2 meczu z Tunezją.