شارك أولسين مع منتخب الدنمارك في 43 مباراة دولية مسجلا 5 أهداف في الفترة من 1980 إلى 1990 . تم استدعائه للمشاركة في بطولة كأس الأمم الأوروبية لكرة القدم 1984 التي أقيمت في فرنسا وخرج فيها من الدور النصف النهائي وبطولة كأس العالم لكرة القدم 1986 التي أقيمت في المكسيك حيث وصل إلى الدور الثمن النهائي علما بأن أولسين سجل 3 أهداف في مرمى منتخبات اسكتلندا ، ألمانيا الغربية ، وإسبانيا .