Omeyer debuterte på det franske landslaget mot Romania 19. september 1999. Han spilte på det franske laget som tok gull i VM 2001 og EM 2006. Han representerte Frankrike under Sommer-OL 2008 i Beijing i Kina, der han var med på å vinne gullmedalje foran Island. Samme år ble han kåret til verdens beste spiller av IHF og er en av tre keepere som noensinne har mottatt denne prisen. Han spilte også på det franske laget som tok gull i VM 2009, EM 2010, VM 2011, OL 2012, EM 2014, VM 2015 og VM 2017. Han tok sølv under Sommer-OL 2016.