W reprezentacji Anglii Barmby występował w latach 1995–2001. Rozegrał w niej 23 mecze i zdobył cztery gole. Dwa razy wystąpił w finałach mistrzostw Europy – w 1996 oraz 2000 roku. 1 września 2001 roku Barmby zagrał w pamiętnym meczu z drużyną narodową Niemiec, kiedy to Anglicy rozgromili rywali aż 5:1. Wcześniej Nick występował w reprezentacjach młodzieżowych swojego kraju.