Jabarkan Karier tim nasional dari Olivier Giroud

bermain untuk Prancis saat menghadapi Georgia pada 22 Maret 2013

Sebelum mewakili tim nasional senior, Giroud tidak pernah bermain dengan tim nasional junior. Pada tahun 2001, ia sempat dipanggil oleh timnas U-16 bersama para pemain seperti Yoann Gourcuff, Yohan Cabaye, dan Sylvain Marveaux oleh pelatih Pierre Mankowski untuk berpartisipasi dalam kamp pelatihan yang diadakan di akademi Clairefontaine. Setelah mengikuti kamp, Giroud tidak dipanggil lagi selama  pertandingan-pertandigan timnas U-16 tahun 2001–2002.

Pada 3 November 2011, dalam upaya untuk menghargai Giroud atas penampilannya di dalam negeri bersama Montpellier, pelatih tim nasional Laurent Blanc memasukkan striker tersebut ke dalam skuad untuk bermain dalam pertandingan persahabatan melawan Amerika Serikat dan Belgia masing-masing pada tanggal 11 dan 15 November 2011. Giroud menggambarkan pemanggilannya tersebut sebagai "impian masa kecil yang menjadi kenyataan", ia juga menyatakan bahwa dirinya "sangat puas dan merupakan sebuah keistimewaan" untuk dapat bermain mewakili tim nasional. Ia melakukan debut untuk tim nasional dalam pertandingan melawan Amerika Serikat dengan tampil sebagai pemain pengganti. Prancis memenangkan pertandingan dengan skor 1–0. Ketika melawan Belgia, Giroud kembali tampil sebagai pemain pengganti, pertandingan tersebut berakhir dengan skor 0–0. Pada 29 Februari 2012, Giroud mencetak gol pertamanya untuk tim nasional dalam kemenangan laga persahabatan 2–1 atas Jerman. Tiga bulan kemudian, ia dipanggil ke tim nasional untuk berpartisipasi dalam Kejuaraan Eropa UEFA 2012. Dua hari sebelum pengumuman skuad akhir, Giroud memberikan umpan gol bagi dua gol Prancis dalam kemenangan 3–2 negaranya atas Islandia.

Pada 16 Oktober 2012, Giroud menyamakan kedudukan untuk Prancis dalam hasil imbang 1–1 melawan Spanyol pada kualifikasi Piala Dunia FIFA 2014. Masuk sebagai pemain pengganti pada menit ke–88, ia mencetak gol lewat sundulan setelah menerima umpan silang dari Franck Ribery pada menit keempat waktu tambahan babak kedua. Karena golnya tersebut dan performa bagusnya di Arsenal, Giroud, bersama dengan rekan setimnya di Arsenal Laurent Koscielny, menerima panggilan untuk pertandingan Prancis melawan Italia pada 14 November. Dalam pertandingan tersebut, Giroud memiliki beberapa peluang, tetapi kemudian ia digantikan bersama lima pemain lainnya pada babak kedua saat Prancis bangkit dari ketinggalan untuk memenangkan pertandingan dengan skor 2–1. Giroud mencetak dua gol dan dinobatkan sebagai pemain terbaik pertandingan dalam kemenangan 6–0 atas Australia pada 11 Oktober 2013 dalam sebuah pertandingan persahabatan internasional.

Pada 13 Mei 2014, Giroud masuk dalam skuad pilihan Didier Deschamps untuk Piala Dunia FIFA 2014. Setelah tampil sebagai pemain pengganti di babak kedua dalam pertandingan pembukaan Prancis melawan Honduras, Giroud kemudian tampil sebagai starter dalam pertandingan kedua grup antara Prancis melawan Swiss. Ia mencetak gol pembuka pertandingan pada menit ke–17, gol itu merupakan gol pertamanya di ajang Piala Dunia FIFA dan gol ke–100 Prancis sepanjang sejarah keikutsertaan tim nasional Prancis pada turnamen internasional, saat itu Les Bleus menang 5–2 dan akhirnya lolos ke babak gugur.

Pada pertandingan pembukaan Kejuaraan Eropa UEFA 2016 pada tanggal 10 Juni 2016, Prancis mengalahkan Rumania 2–1. Giroud mencatatkan penampilan ke–50 untuk Prancis dengan menjadi starter dalam pertandingan itu dan bermain penuh selama 90 menit; ia mencetak gol pembuka dengan menyundul bola hasil umpan silang dari Dimitri Payet pada menit ke–57. Ia lalu mencetak dua gol dalam kemenangan 5–2 Prancis atas Islandia di perempat final. Setelah Prancis dikalahkan Portugal pada final turnamen, Giroud menyelesaikan kompetisi sebagai pencetak gol terbanyak kedua, dengan 3 gol dan 2 umpan gol, dan ia pun dianugerahi Sepatu Perunggu.

Dalam pertandingan kualifikasi Piala Dunia 2018 melawan Luksemburg pada Maret 2017, yang dimenangkan Prancis dengan skor akhir 3–1, Giroud mencetak dua gol, sehingga total golnya untuk timnas menjadi 23 dan memasukkannya ke dalam sepuluh besar pencetak gol terbanyak sepanjang masa bagi negaranya.

Pada 2 Juni 2017, Giroud mencetak trigol di Roazhon Park untuk Prancis dalam pertandingan persahabatan melawan Paraguay yang berakhir dengan skor akhir 5–0 untuk kemenangan tuan rumah. Dalam pertandingan itu, ia juga menjadi pemain pertama yang mencetak trigol bagi Les Bleus dalam 17 tahun terakhir.

Pada 17 Mei 2018, ia masuk ke dalam skuad Prancis yang berisi 23 pemain untuk berlaga pada Piala Dunia FIFA 2018 di Rusia. Pada 28 Mei 2018, Giroud mencetak gol internasionalnya yang ke-31 untuk Prancis selama pertandingan kandang melawan Republik Irlandia, ia menyamai rekor gol Zinedine Zidane, dan menjadi pencetak gol terbanyak keempat sepanjang masa untuk negara tersebut. Dimasukkannya Giroud dalam tim sebagai pemain yang memiliki postur tinggi besar menjulang di antara bek lawan dirancang untuk menciptakan lebih banyak kebebasan bagi Antoine Griezmann dan Kylian Mbappé untuk menghasilkan peluang ofensif. Giroud bermain di kesemua tujuh pertandingan Prancis pada Piala Dunia kali ini. Meskipun ia gagal mencatatkan satu pun tembakan ke gawang dari 13 tembakan yang ia lancarkan, tetapi kehadiran fisik dan permainan penghubungnya berhasil membuat Griezmann dan Mbappé masing-masing mencetak empat gol. Pada 30 Juni 2018, Giroud membuat assist untuk gol kedua Mbappé dalam kemenangan 4–3 Prancis atas Argentina. Pada final turnamen tanggal 15 Juli, Prancis mengalahkan Kroasia 4–2 untuk memenangkan gelar Piala Dunia FIFA kedua mereka.

Pada Maret 2019, Giroud mencetak gol dalam dua pertandingan kualifikasi Kejuaraan Eropa UEFA 2020 melawan Moldova dan Islandia, sehingga jumlah golnya untuk Prancis menjadi 35 gol. Catatan itu membuatnya melampaui David Trezeguet sebagai pencetak gol terbanyak ketiga bagi tim nasional Prancis, di belakang Thierry Henry dan Michel Platini. Pada 8 September 2020, Giroud mencetak gol ke-40 untuk tim nasional Prancis, dalam kemenangan 4–2 Prancis atas Kroasia di Liga Negara UEFA.

Pada 7 Oktober 2020, Giroud memainkan pertandingan ke-100 untuk Prancis, di mana ia juga mencetak dua gol dalam kemenangan 7–1 melawan Ukraina, golnya bagi timnas pun bertambah menjadi 42 gol, ia berhasil melampaui total gol Platini dan menempati peringkat kedua pencetak gol terbanyak untuk timnas Prancis.

Pada 8 Juni 2021, ia mencetak dua gol dalam pertandingan persahabatan menjelang Kejuaraan Eropa UEFA 2020 melawan Bulgaria, kini total golnya berjumlah 46 gol, hanya tertinggal 5 gol dari pencetak gol terbanyak tim nasional Prancis Thierry Henry.