벤제마는 전 프랑스 청소년 국가대표로, U-17 대표팀 시절부터 조국을 대표로 출전했다. 성인 대표팀 일원이 되기 전, 그는 U-17 대표로 2004년 U-17 유럽 축구 선수권 대회에 참가했었다. 벤제마는 2007년 3월, 오스트리아와의 친선경기에서 성인 대표팀 데뷔전을 치러 1-0 결승골을 기록했다. 벤제마는 프랑스를 대표하여 3번의 주요 국제 대회에 참가했다: 2008년과 2012년의 두 차례 UEFA 유럽 축구 선수권 대회와 2014년 FIFA 월드컵. 그러나, 벤제마는 여러 추문에 연루되어 두 차례 주요 대회 (2010년 FIFA 월드컵과 UEFA 유로 2016) 에 참가할 선수단에 들지 못했다.