Benzema hral postupne za všetky mládežnícke výbery Francúzska, teda U-16, U-17, U-18 a U-21. Až 28. marca 2007 nastúpil za seniorskú reprezentáciu svojej rodnej krajiny v zápase proti Rakúsku a hneď strelil svoj prvý gól. Bol členom francúzskeho národného tímu na Majstrovstvách Európy 2008 v Rakúsku a Švajčiarsku, kde odohral 172 minút v dvoch zápasoch proti Rumunsku a Taliansku.