Laëtitia Tonazzi spielte bereits als Jugendliche für Frankreich; im Jahr 2000 nahm sie an der U-18-Europameisterschaft im eigenen Land teil. Erstmals im April 2002 berief die damalige Nationaltrainerin Élisabeth Loisel sie dann bei einem Spiel gegen Tschechien in die französische A-Nationalelf. Nach 55 A-Länderspielen bis Mai 2010 wurde sie zunächst nicht mehr für die "Bleues" berücksichtigt; dennoch nominierte Loisel-Nachfolger Bruno Bini die routinierte Fußballerin, die bereits an der Weltmeisterschaft 2003 und der Europameisterschaft 2009 teilgenommen hat, für seinen erweiterten Kader für die WM-Endrunde 2011, aus dem er sie dann vor Turnierbeginn allerdings wieder strich. Nachdem sie in der Hinrunde 2012/13 für Lyon als Torschützin sehr erfolgreich war, berief der Nationaltrainer Tonazzi 2013 wieder in sein Aufgebot und wechselt sie beim Freundschaftsspiel in Strasbourg gegen Deutschland Mitte Februar auch ein. Bruno Bini hatte sie auch in seinen endgültigen Europameisterschaftskader berufen; doch aufgrund einer Verletzung musste sie im Juni 2013 für das Turnier in Schweden absagen. Dafür berücksichtigte Bini-Nachfolger Philippe Bergeroo Laëtitia Tonazzi in seinem Debütmatch im September des Jahres und hat sie 2013/14, meist als Ergänzungsspielerin, regelmäßig in seine Aufgebote berufen.