Thalmann pelasi Sveitsin naisten maajoukkueessa ensimmäisen kerran kesäkuussa 2007. Hän oli joukkueen ykkösmaalivahti MM-kilpailuissa 2015 ja EM-kilpailuissa 2017. Maaliskuun 2021 loppuun mennessä hän on pelannut 85 maaottelua.