Altintop chơi trong cả năm trận của đội tuyển bóng đá quốc gia Thổ Nhĩ Kỳ ở Euro 2008. Anh kiến tạo cả ba bàn trong trậng gặp đội tuyển bóng đá quốc gia Séc và ở tứ kết gặp đội tuyển bóng đá quốc gia Croatia anh sút thành công quả sút thứ 3 trên loạt luân lưu để nâng tỉ số lên 3-1. Sau khi thủ môn Rüştü Reçber cả phá cú đá tiếp theo của Croatia, Thổ Nhĩ Kỳ vào bán kết gặp đội tuyển bóng đá quốc gia Đức. Huấn luyện viên Fatih Terim sử dụng anh ở vị trí hậu vệ phải trong 2 trận đầu của giải đấu, một sự thay đổi bị công kích rất nhiều bởi dư luận khi ở Bayern München Altintop thường chơi ở vị trí tiền vệ. Sau trận gặp đội tuyển bóng đá quốc gia Thụy Sĩ, Terim đưa anh trở lại vị trí tiền vệ trong phần còn lại của giải đấu khiến màn trình diễn của anh và cả đội tuyển Thổ Nhĩ Kỳ tiến bộ lên hẳn. Lối chơi mạnh mẽ và những đường chuyền quyết đoán của anh khiến anh là cầu thủ chủ chốt trong hàng tiền vệ của Thổ Nhĩ Kỳ. Anh được bầu là Cầu thủ xuất sắc nhất trận bởi Carlsberg sau trận gặp Croatia.

Sau khi giải đấu kết thúc, Altintop được đánh giá là một trong những ngôi sao của giải đấu, và được chọn vào đội hình tiêu biểu của giải.