Ngày 21 tháng 5 năm 2015, Vardy lần đầu tiên được triệu tập lên đội tuyển bóng đá quốc gia Anh trước trận giao hữu với Cộng hòa Ireland và một trận đấu thuộc vòng loại UEFA Euro 2016 đối đầu Slovenia. Anh có trận ra mắt ngày 7 tháng 6 trong trận hòa không bàn thắng trước Cộng hòa Ireland tại sân vận động Aviva ở Dublin khi vào sân thay thế đội trưởng Wayne Rooney trong 15 phút cuối.[58] Ngày 30 tháng 8, Vardy một lần nữa được gọi lên tuyển Anh cho các trận đấu gặp San Marino và Thụy Sĩ trong khuôn khổ vòng loại UEFA Euro 2016;[59] anh được chọn vào đội hình xuất phát khi Tam sư đại thắng 6-0 trước San Marino tại Serravalle sáu ngày sau đó.[60] Vary ghi bàn thắng quốc tế đầu tiên vào ngày 26 tháng 3 năm 2016, cân bằng tỉ số với một cú giật gót từ đường chuyền của Nathaniel Clyne khi vào sân thay người đem về chiến thắng sân khác 3-2 trước tuyển Đức. Anh tiếp tục lập công ba ngày sau đó khi mở tỉ số trong thất bại 2-1 trước Hà Lan tại sân vận động Wembley.[61]

Ngày 16 tháng 6, trong trận đấu thứ hai của tuyển Anh tại vòng bảng UEFA Euro 2016, anh vào sân từ băng ghế dự bị để có trận ra mắt tại giải đấu, khi tuyển Anh bị xứ Wales dẫn trước 1-0 và ghi bàn cân bằng tỉ số giúp đội bóng lội ngược dòng giành thắng lợi 2-1.[62] Trong suốt giải đấu có tin đồn trên các phương tiện truyền thông rằng có sự mâu thuẫn giữa Vardy và tiền đạo đồng hương Rooney nhưng bị huấn luyện viên Roy Hodgson bác bỏ.[63]

Sau kì World Cup 2018 thành công của đội tuyển Anh (xếp hạng tư chung cuộc giải đấu), Jamie Vardy tuyên bố chia tay đội tuyển quốc gia chỉ sau 3 năm gắn bó, tổng cộng anh đã thi đấu 26 trận và ghi được 7 bàn thắng.