Sébastien Frey va jugar amb les categories inferiors de la selecció i va debutar amb la selecció absoluta el 21 de novembre de 2007 en un partit de classificació per l'Eurocopa 2008 contra Ucraïna. Després de jugar un segon partit, el 28 de maig de 2008 contra l'Equador va anunciar que es retirava de la selecció francesa per discrepàncies amb l'entrenador Raymond Domenech. Posteriorment va criticar que el nou entrenador Laurent Blanc no el convoqués. Fins a la data no ha tornat a jugar amb la selecció.