Strootman ha esordito con la maglia della nazionale maggiore il 9 febbraio 2011, sostituendo Theo Janssen nell'amichevole contro l'. Diventato titolare nelle partite che hanno qualificato l'Olanda all'Europeo 2012, il successivo 6 settembre ha siglato la sua prima rete in nazionale nella vittoria esterna contro la , valida per le qualificazioni. È stato quindi convocato ma non schierato nella fase finale della manifestazione dal CT van Marwijk, che gli ha preferito i più esperti van Bommel e de Jong. L'Olanda è stata quindi eliminata nella prima fase, con tre sconfitte in tre gare.