U-21 Anh

Hart được huấn luyện viên Stuart Pearce chọn vào danh sách 23 cầu thủ U-21 Anh tham dự Giải vô địch bóng đá U-21 châu Âu 2007. Trong trận đấu cuối cùng của đội tuyển U-21 trước vòng chung kết thắng U-21 Slovakia 5-0 tại Carrow Road, Hart đã thi đấu trọn vẹn 90 phút. Tuy nhiên tại vòng chung kết, Hart đã không được vào sân do thủ môn chính thức Scott Carson đã thi đấu cả bốn trận.

Hart sau đó đã lại được triệu tập vào đội U-21 cho Giải vô địch bóng đá U-21 châu Âu 2009. Anh bắt chính trong 2 trận đấu đầu tiên của vòng bảng trước khi được nghỉ ở trận đấu cuối khi tuyển Anh đã chính thức lọt vào tứ kết. Trong trận tứ kết với U-21 Thụy Điển, anh đã để lọt lưới 3 bàn nhưng trong loạt sút luân lưu anh đã cản phá thành công một quả phạt đền và ghi một bàn giúp tuyển Anh thắng 5–4. Tuy nhiên, anh đã bị cấm không được thi đấu trận chung kết[66] sau khi lãnh một chiếc thẻ vàng đầy tranh cãi do lỗi rời khỏi vị trí đến nói chuyện với cầu thủ Thụy Điển Mikael Lustig khi anh này chuẩn bị thực hiện quả phạt đền.[67]

Đội tuyển quốc gia Anh

Là thủ môn chính thức của đội tuyển U-21 Anh, Hart đã được huấn luyện viên Fabio Capello triệu tập vào đội tuyển Anh cho hai trận đấu giao hữu với Mỹ và Trinidad & Tobago. Không được vào sân trong trận đấu gặp đội tuyển Mỹ, anh đã có trận đấu đầu tiên trong màu áo đội tuyển vào ngày 1 tháng 6 năm 2008 trong chiến thắng 3-0 trước Trinidad & Tobago khi vào sân thay cho David James ở hiệp 2.[68] Tuy nhiên, việc Hart ra sân đã không giúp đội bóng cũ của anh là Shrewsbury Town có được 500.000 £ tiền thưởng từ Manchester City theo nội dung hợp đồng năm 2006 vì trận đấu trên không thuộc giải đấu chính thức.[69]

Hart được triệu tập vào đội tuyển lần thứ hai chuẩn bị cho trận đấu với Cộng hoà Séc tháng 8 năm 2008, Ngày 8 tháng 11 năm 2009, anh được triệu tập chuẩn bị cho trận đấu giao hữu với Brasil.[70] Capello sau đó đã đưa Hart vào danh sách sơ bộ 30 cầu thủ Anh dự kiến tham dự World Cup 2010 tại Nam Phi.[71] Hart đã thi đấu ở hiệp 2 trong 2 trận giao hữu của đội tuyển Anh trước giải đấu với Mexico và Nhật Bản, giữ sạch lưới trong cả hai trận này.[72][73] Cuối cùng, Hart đã có tên trong danh sách 23 cầu thủ chính thức của đội tuyển Anh tham dự World Cup 2010.[74] Tuy nhiên, anh đã không được vào sân thi đấu ở giải này.

Trong trận đấu đầu tiên của đội tuyển Anh sau World Cup gặp Hungary, Hart đã được bắt chính. Tuy để thủng lưới bàn đầu tiên trong màu áo đội tuyển nhưng anh đã có pha cứu thua xuất sắc sau cú sút của Zoltan Gera giúp Anh thắng 2-1.[75] Trong trận đấu đầu tiên của đội tuyển Anh tại vòng loại Euro 2012 thắng Bulgaria 4-0 tại Wembley, anh đã có 3 pha cản phá xuất sắc. Huấn luyện viên Capello đã phát biểu sau trận đấu: "Joe Hart đã thi đấu rất tốt. Cậu ấy chắc chắn sẽ bắt chính tại đội tuyển".[76] Tuy nhiên, đến ngày 4 tháng 6 năm 2011, trong trận đấu với Thụy Sĩ cũng tại vòng loại Euro 2012, Hart lại mắc lỗi trong cả hai bàn thua của đội tuyển Anh trong chỉ chưa đầy 3 phút.[77]

Ngày 6 tháng 2 năm 2013, Hart đã cản phá thành công quả phạt đền và cú đá bồi sau đó của Ronaldinho trong trận giao hữu với Brasil, giúp tuyển Anh giành chiến thắng 2–1, chiến thắng đầu tiên của đội tuyển nước này trước Brasil sau 23 năm.[78]

Hart có kỳ World Cup thứ hai vào năm 2014.[79] Tại giải đấu này, anh chụp chính trong hai trận đấu tại vòng bảng, đều thua Ý và Uruguay với cùng tỉ số 2-1.[80][81]

Hart trở thành thủ môn thứ sáu trong lịch sử đội tuyển Anh đạt đến cột mốc 50 trận cho đội tuyển vào ngày 31 tháng 3 năm 2015, trong trận hòa 1-1 với đội tuyển Ý.[82] Ngày 13 tháng 11 năm 2015, anh lần đầu tiên mang băng đội trưởng đội tuyển Anh trong trận giao hữu thua 2-0 trước Tây Ban Nha.[83]

Hart tiếp tục là thành viên đội tuyển Anh tham dự Euro 2016 tại Pháp. Trong trận đấu thứ hai vòng bảng với Wales, anh mắc sai lầm trong bàn thắng mở tỉ số của Gareth Bale từ một cú sút phạt trực tiếp.[84] Sau đó, trong trận đấu tại vòng 16 đội với Iceland, Hart lại một lần nữa mắc sai lầm trong pha ghi bàn của Kolbeinn Sigþórsson và khiến đội tuyển Anh bị loại sau thất bại 2-1.[85]

Tháng 5 năm 2018, dù là thủ môn bắt chính của đội tuyển Anh tại ba giải đấu lớn liên tiếp, Hart đã bị huấn luyện viên Gareth Southgate loại khỏi danh sách 23 cầu thủ Anh tham dự World Cup 2018.[86]