Лерой Зане имеет французское гражданство и мог выступать за сборную Германии или Франции, но выбрал первую. 6 ноября 2015 года он был вызван капитаном сборной Германии Йоахимом Лёвом на товарищеский матч против сборной Франции. 13 ноября 2015 года Зане дебютировал за первую сборную Германии, выйдя на замену в матче против сборной Франции. Стадион «Стад де Франс» в этот день являлся одной из целей террористических атак ИГИЛ. 17 мая 2016 года он был включён в состав из 27 человек на чемпионат Европы по футболу 2016 года. [157] 31 мая он был оставлен в окончательной заявке из 23 человек. Он дебютировал на турнире 7 июля в полуфинальном матче против Франции, выйдя на замену Бастиану Швайнштайгеру на 79-й минуте. Матч был проигран 2:0, и французы вышли в финал. Лерой был включен в состав 23 человек на Кубок конфедераций 2017 года. Позже Федерация футбола Германии объявила, что Зане будет вынужден пропустить летний турнир из-за операции на носу.