Van Persie a fost internațional de tineret, reprezentând naționalele sub-17, sub-19 și sub-21. A debutat la naționala mare a Olandei în 2005 într-un meci amical jucat împotriva României. O lună mai târziu a marcat primul gol pentru echipa de seniori într-o victorie cu 4-0 împotriva Finlandei. Van Persie a fost selecționat de 78 de ori și a marcat de 41 de ori pentru Țările de Jos acest lucru transformându-l în cel mai bun marcator din istoria naționalei. A jucat la Campionatul Mondial de Fotbal 2006, Campionatul European de Fotbal 2008, Campionatul Mondial de Fotbal 2010 și la Campionatul European de Fotbal 2012 și la Campionatul Mondial de Fotbal 2014.