Năm 2004, Benzema cùng đội tuyển U-17 Pháp giành cúp vô địch giải U-17 châu Âu[20]. Đến năm 2006, lần đầu tiên Benzema được huấn luyện viên trưởng Raymond Domenech triệu tập vào đội tuyển bóng đá quốc gia Pháp, năm anh mới 18 tuổi. Trong trận đầu tiên thi đấu cho đội tuyển vào tháng 3 năm 2007, Benzema đã ghi bàn thắng duy nhất của trận đấu vào lưới đội tuyển Áo chỉ sau 8 phút được vào sân.[21] Bàn thắng thứ hai của anh đến trong trận Pháp thắng quần đảo Faroe 6-0.

Euro 2008 là cơ hội để tiền đạo này toả sáng khi anh được huấn luyện viên Raymond Domenech đưa vào đội hình chính thức. Trận đầu tiên gặp Romania, Benzema đá cặp với Nicolas Anelka nhưng cả hai đều chơi rất cá nhân chứ không chịu phối hợp với nhau nên đều bị thay ra trong hiệp 2. Đến trận gặp đội tuyển Ý anh lại được ra sân ngay từ đầu nhưng vẫn không tìm được bàn thắng và Benzema rời Euro 2008 khi không ghi được bàn nào.[22] Ngày 13 tháng 5 năm 2010, Benzema đã không có tên trong danh sách sơ bộ 30 cầu thủ Pháp tham dự World Cup 2010 do mất phong độ và bất đồng với Domenech.[23]