Lassana Diarra được gọi vào đội tuyển Pháp ở vòng loại Euro 2008. Sau đó anh tiếp tục được huấn luyện viên Raymond Domenech chọn vào danh sách chính thức tham gia Euro 2008 tại Áo và Thụy Sĩ.[19] Tuy nhiên trong cả ba trận đấu của Pháp tại vòng bảng, Diarra đều không được ra sân. Sau khi nhiều tuyển thủ Pháp giải nghệ trong đó có đàn anh Makélélé, Diarra được triệu tập trở lại đội tuyển Pháp vào ngày 20 tháng 8 trong trận giao hữu với đội tuyển Thụy Điển.[20]

Cho đến cuối vòng loại World Cup 2010, Diarra đã có 26 lần khoác áo đội tuyển Pháp.[21] Ngày 12 tháng 5 năm 2010, anh có tên trong danh sách sơ bộ 30 cầu thủ tham dự World Cup của ông Domenech.[22] Tuy nhiên, đến ngày 21 tháng 5, Liên đoàn bóng đá Pháp đã thông báo: "Bộ phận y tế của đội tuyển đã xác nhận Lassana Diarra đã gặp phải một số vấn đề liên quan đến đường ruột. Thật đáng tiếc khi chúng tôi phải thông báo cậu ấy sẽ vắng mặt ở World Cup 2010. Ai sẽ thay thế cầu thủ này thì sẽ do HLV Domenech thông báo.[23]" Sau đó,Real Madrid mới cung cấp những thông tin cho thấy "Lass" bị thiếu máu di truyền, chính xác là thiếu các tế bào hình lưỡi liềm. Chứng bệnh này thường có ở những người gốc Phi thuộc khu vực Sahara. Theo Real, Lassana sẽ phải xét nghiệm máu tại Lyon.[24]