2003 stand Laure Lepailleur mit der französischen A-Jugend-Auswahl im Endspiel der U-19-Europameisterschaft in Deutschland und gewann dort ihren ersten internationalen Titel. Seit März 2005 ist sie auch A-Nationalspielerin. Bei der Fraueneuropameisterschaft 2009 gehörte sie zum Aufgebot der "Bleues", wurde aber nur im mit 1:5 verlorenen Spiel gegen die deutsche Elf eingewechselt.