"Tôi xin khép lại chương tuyệt vời này của cuộc đời mình, cảm ơn vì tất cả những kỷ niệm", Griezmann đã đưa ra tuyên bố ngắn gọn về quyết định chấm dứt sự nghiệp thi đấu quốc tế kéo dài một thập kỷ ở cấp độ cao nhất như vậy.

Griezmann bắt đầu khoác áo đội U19 Pháp từ năm 2010, trước khi lên đội U20 vào năm 2011. Đồng thời, ở giai đoạn này anh cũng khoác áo cả đội U21 Pháp. Vào ngày 27/2/2014, Griezmann được triệu tập vào đội tuyển quốc gia Pháp của HLV Didier Deschamps, để thi đấu trong trận giao hữu với Hà Lan tại sân Stade de France. Ngày 5/3, anh đá chính trong màn ra mắt ở chiến thắng 2-0 trên sân nhà, và thi đấu 68 phút đầu tiên cho Les Blues.

Tháng 5/2014, Griezmann được điền tên tham dự World Cup 2014 tại Brazil. Trong trận giao hữu với Paraguay tại Nice vào ngày 1/6, anh đã ghi bàn thắng quốc tế đầu tiên cho Pháp, mở ra trận hòa 1-1. Tiền đạo này ghi thêm 2 bàn nữa khi vào sân thay Olivier Giroud ở những phút cuối trong trận giao hữu cuối cùng của Pháp, gặp Jamaica vào ngày 8/6, để ấn định chiến thắng 8-0 cho Les Bleus.

Ngày 15/6, anh được đá chính trận đấu đầu tiên của Pháp tại World Cup, thay thế Franck Ribery bị thương ở cánh trái của hàng công tuyển Pháp, khi họ đánh bại Honduras 3-0 tại Porto Alegre. Pháp đã bị loại ở tứ kết bởi Đức - đội bóng sau đó lên ngôi vô địch - và Griezmann khép lại giải đấu quốc tế đầu tiên mà không có bàn thắng nào.

Tới EURO 2016, Griezmann tiếp tục được HLV Deschamps tin tưởng và anh đã tỏa sáng, giành danh hiệu Chiếc giày vàng cho cầu thủ ghi nhiều bàn thắng nhất, với 6 bàn thắng và 2 pha kiến ​​tạo trong 7 trận đấu. Ngoài ra, anh cũng được vinh danh là cầu thủ xuất sắc nhất giải đấu, nhưng đáng tiếc là Pháp để thua Bồ Đào Nha ở chung kết.

Đỉnh cao trong sự nghiệp quốc tế của Griezmann đến ở World Cup 2018, khi anh cùng ĐT Pháp đăng quang ngôi vô địch. Cá nhân Griezmann nhận danh hiệu Quả Bóng Đồng, đứng sau Luka Modric và Eden Hazard. Sau chức vô địch World Cup 2018, Griezmann còn cùng Pháp đăng quang tại UEFA Nations League 2021 và giành danh hiệu á quân World Cup 2022.

Trong 10 năm khoác áo ĐT Pháp, Griezmann đã có 137 trận ra sân và ghi được 44 bàn thắng. Pha lập công cuối cùng của anh trong màu áo đội bóng áo lam là vào lưới ĐT Đức hôm 2/9 vừa qua, khi họ để thua Mannschaft với tỷ số 1-2.