Zidane có quốc tịch kép của cả Pháp và Algérie, và do đó có đủ điều kiện để chơi cho đội tuyển quốc gia Algérie, nhưng Huấn luyện viên Abdelhamid Kermali bị nhiều người cáo buộc là đã từ chối gọi Zidane vì ông cảm thấy Zidane chơi bóng khá lề mề. Tuy nhiên, trong một cuộc phỏng vấn vào năm 2005, Zidane đã bác bỏ thông tin này. Ông khẳng định mình không chơi cho đội tuyển Algeria vì ông đã chọn đội tuyển Pháp[13].

Ngày 17 tháng 8 năm 1994, ông lần đầu tiên được gọi vào đội tuyển quốc gia khi 22 tuổi trước đội tuyển Cộng hòa Séc trên chính sân Parc Lescure của Bordeaux. Ông vào sân ở phút 63 khi Pháp đang bị dẫn 0-2. Nhưng có Zidane trên sân, mọi thứ đã thay đổi. Ông ghi một cú đúp vào lưới đối thủ giúp Pháp có một trận hoà 2-2.

Từ đó, Zidane trở thành một cầu thủ không thể thiếu trong chiến lược trẻ hoá đội tuyển Pháp hướng tới World Cup 1998 của Huấn luyện viên Aimé Jacquet. Bất chấp mọi lời chỉ trích, Jacquet đặt tất cả niềm tin vào Zidane và mạnh tay gạt bỏ những ngôi sao thành danh như Eric Cantona, David Ginola…

Euro 1996 là giải đấu quốc tế lớn đầu tiên của ông. Trong vai trò của tiền vệ kiến thiết, Zidane đã đưa đội tuyển Pháp lọt vào bán kết trước khi thất thủ trước CH Czech trên chấm phạt đền. Tuy nhiên, đây là giải đấu mà ông và cả đội tuyển Pháp không để lại nhiều ấn tượng.

Đỉnh cao sự nghiệp của Zidane là chức vô địch thế giới năm 1998 với đội tuyển Pháp trên sân nhà. Tưởng chừng đó là một kỳ World Cup bỏ đi với ông khi ngay trong trận đấu bảng thứ 2, Zidane đã lĩnh thẻ đỏ trực tiếp khi đạp vào chân một hậu vệ của Ả rập Xê út. Thế nhưng, sau khi Pháp chật vật lọt qua vòng 2 bằng chiến thắng ở phút cuối cùng của hiệp phụ trước Paraguay, Zidane đã trở lại và toả sáng rực rỡ. Đỉnh điểm là hai cú đánh đầu thành bàn trong trận chung kết với Brasil giúp Pháp lần đầu đăng quang.

Zidane tiếp tục thăng tiến với đội tuyển Pháp bằng chức vô địch Euro 2000. Pháp trở thành đội đầu tiên giữ cả hai chức vô địch thế giới và châu Âu kể từ khi Đội tuyển bóng đá quốc gia Tây Đức vô địch vào năm 1974. Ông ghi một bàn thắng vào lưới Tây Ban Nha bằng cú sút phạt thần sầu, rồi bàn thắng vàng loại Bồ Đào Nha khỏi bán kết. Zidane được bình chọn là cầu thủ xuất sắc nhất của Euro 2000.

Trước kì World Cup 2002 diễn ra, Pháp thống lĩnh mọi danh hiệu của làng bóng đá. Và ngay cả những người hoài nghi nhất cũng phải thừa nhận họ là ứng cử viên số 1, là vô đối. Nhưng trước khi WC diễn ra đúng một tuần, Zidane dính chấn thương đùi trong trận giao hữu với Hàn Quốc. Vì thế, Zidane phải ngồi ngoài 2 trận đấu đầu tiên. Vắng ông, Pháp như bị mất hết sức mạnh và nhuệ khí và chịu thua 0-1 trước "đàn em" Sénégal rồi hoà không bàn thắng với Uruguay trong một trận cầu mà Thierry Henry phải lĩnh thẻ đỏ.

Dù chưa lành vết thương nhưng Zidane phải nén đau ra chơi trận đấu quyết định với Đan Mạch nhưng ông cũng không thể giúp gì cho đội Pháp đã rệu rã. Pháp kết thúc World Cup 2002 trong sự hổ thẹn khi về nước mà không ghi nổi một bàn thắng.

Ngày 12 tháng 6 năm 2004, sau khi Pháp bị Hy Lạp loại khỏi Euro 2004, Zidane tuyên bố từ giã sự nghiệp bóng đá quốc tế. Tuy nhiên, khi thấy đội Pháp quá chật vật với vòng loại World Cup 2006, theo lời mời của Huấn luyện viên Raymond Domenech, Zidane trở lại đội tuyển và ngay lập tức được trao chiếc băng đội trưởng. Với Zidane trở lại, Pháp thi đấu khởi sắc hẳn lên và lọt vào Vòng chung kết World Cup.

Ngày 27 tháng 5 năm 2006, Zidane đạt được cột mốc 100 lần khoác áo đội tuyển quốc gia trong chiến thắng 1-0 trước México, trở thành người Pháp thứ tư đạt được điều này sau Marcel Desailly, Didier Deschamps và Lilian Thuram.

Sau khi bị phải ngồi ngoài đúng vào dịp sinh nhật lần thứ 34 trong trận cuối cùng của vòng bảng do đã lĩnh đủ 2 thẻ vàng, Zidane đã kiến tạo Patrick Vieira ghi bàn và tự mình ghi bàn "kết liễu" Tây Ban Nha vào phút 91 trong trận đấu vòng 2. Pháp gặp lại Brasil ở tứ kết. Lão tướng 34 tuổi này đã làm lu mờ tất cả dàn sao của Brasil gồm cả Ronaldinho, Ronaldo, Robinho, Kaká... bằng một phong độ đỉnh cao. Từ đường sút phạt của ông, Thierry Henry đã ghi bàn thắng quyết định đem về chiến thắng 1-0. Zidane được bầu chọn là Man of the Match[14].

Sau khi ghi bàn quyết định giúp Pháp loại Bồ Đào Nha ở bán kết, Zidane lại một lần nữa lập công trong trận chung kết World Cup bằng cú sút phạt penalty hất bóng kì diệu kiểu panenka. Tuy nhiên, ông đã bị truất quyền thi đấu ở phút thứ 110 của hiệp phụ thứ 2 sau khi thực hiện cú thiết đầu công vào ngực của Marco Materazzi do cầu thủ này trước đó đã buông ra những lời lăng mạ, chửi nhục Zidane. Thiếu ông, một lần nữa, Pháp thất thủ, nhưng lần này là trên chấm phạt đền oan nghiệt.

Tuy nhiên, sau đó, Zidane đã được trao giải thưởng "Quả bóng Vàng" World Cup[15].

Ông và các đồng đội được chào đón ở quê nhà như những người hùng. Chính Tổng thống Jacques Chirac ca ngợi Zidane là một "người đàn ông của nhiệt huyết"[16].

Tuy nhiên, ông vẫn phải chấp nhận hình phạt "lao động công ích" của FIFA trong một số hoạt động từ thiện sau đó, dù ông đã giã từ sự nghiệp thi đấu.