Henry foi um dos titulares da Seleção Francesa finalista da Copa do Mundo FIFA de 2006. Ele jogou num esquema de apenas um atacante, mas após um começo de Copa ruim, tornou-se um dos melhores jogadores do torneio ao salvar os "Bleus" de uma precoce eliminação ainda na primeira fase. Marcou três gols, inclusive contra o então atual campeão e favorito Brasil nas quartas de final, decretando assim a vitória por 1 a 0 contra a Seleção Brasileira. Voltou a ter boa atuação na semifinal contra Portugal, mas Zidane marcou o único gol da partida. Já na final contra a Itália, empate por 1 a 1 no tempo normal e derrota por 5 a 3 nos pênaltis. Henry foi um dos dez indicados para a Bola de Ouro de melhor jogador do torneio, prêmio que foi dado ao seu companheiro de seleção, Zidane.