Самуэль Хольмен участвовал в чемпионате Европы 2012. В первых двух матчах, против Украины и Англии, Хольмен не играл. В последнем, ничего не решавшем матче группового этапа, против Франции, Хольмен вышел на замену на 79-й минуте игры. На первой минуте компенсированного времени Хольмен отдал голевую передачу: Кристиан Вильхельмссон прорвался по правому флангу и сделал навесную передачу от лицевой линии поля, Хольмен попытался замкнуть этот навес и попал в перекладину, а Себастиан Ларссон добил мяч в ворота. Этот гол стал для сборной Швеции последним на Евро-2012.