Дебют ирландца в сборной состоялся 15 августа 2001 года, когда он вышел на замену на 84-й минуте матча против сборной Хорватии. О’Ши принимал участие в отборочных турнирах ко всем крупным соревнованиям, начиная с отбора к ЧМ-2002, а также в чемпионатах Европы 2012 и 2016 годов. В квалификации Евро-2012 он сыграл в 9 матчах, включая ответную стыковую игру против сборной Эстонии, и помог ирландцам выйти на чемпионат Европы впервые с 1988 года.