Maajoukkuetasolla Lloris pelasi kaikki viisi ottelua Ranskan voittaessa alle 19-vuotiaiden Euroopan-mestaruuden 2005. Hän debytoi Ranskan A-maajoukkuepaidassa Uruguayta vastaan vuonna 2008. Läpimurtonsa Les Bleus'n ykkösmaalivahdiksi hän teki vuoden 2010 MM-karsinnoissa. Lopputurnauksessa Lloris oli joukkueen ykkösmaalivahti ja on säilyttänyt asemansa siitä lähtien. Hän kuului Ranskan joukkueeseen sen saavuttaessa EM-hopeaa 2016 ja maailmanmestaruuden 2018. Hän on pelannut Ranskan kaikki MM- ja EM-lopputurnausottelut 2010−2018 lukuun ottamatta MM-kisojen 2018 Tanska-ottelua. Hänestä tuli vuonna 2018 seitsemäs ranskalaismies, joka on pelannut maajoukkueessa yli sata ottelua.