参见：罗宾·范佩西国际比赛进球列表

范佩西参与荷兰队的操练

2006年世界杯，范佩西被选入荷兰国家队，他于决赛周前以出色的表现成功巩固其正选右翼位置。在决赛周赛事中，他在四场比赛中取得一个入球，和阿尔扬·罗本及鲁德·范尼斯特鲁伊组成了一条强劲的锋线。可是在十六强因国家队不敌葡萄牙而宣告出局，范佩西亦因此而与当届世界杯各奖项绝缘。

2010年世界杯，范佩西同样被选入荷兰国家队并于小组赛第三场取得入球，但其余赛事表现平平。范佩西已经成为领队范巴斯滕的重心球员，世界杯后范佩西更曾以中锋身份上阵并取得入球，带领球队接连胜出，范巴斯滕亦多次公开赞赏这名左脚球员。

2012年6月14日，荷兰队在欧锦赛小组赛中迎战德国队。范佩西在第72分钟接斯内德直传破门，追平了一项由前国脚丹尼斯·博格坎普创下的成就——连续4届大赛（2006年世界杯、2008年欧洲杯、2010年世界杯、2012年欧洲杯）为荷兰队进球。[7]

荷兰在2012欧洲足球锦标赛中小组赛3连败出局后，范加尔再度上任，10个月后任命范佩西为荷兰队长。

2013年10月12日，2014年世界杯欧洲区外围赛D组中，由荷兰主场迎战匈牙利，范佩西大演帽子戏法，协助球队8-1大胜，更因此超越帕特里克·克鲁伊维特成为荷兰国家足球队入球最多球员。

范佩西也有份参与2014年世界杯，2014年6月13日（B组首圈分组赛）迎战上届的决赛对手西班牙。范佩西的第一球由队友戴利·布林德半场传中，之后范佩西“超人式”飞身顶入一记距离龙门17码的头槌进球，是自1970年以来世界杯最远的头槌入球，让西班牙门将伊克尔·卡西利亚斯瞬间变成木头人。范佩西攻入扳平一球后，再捕捉卡斯拿斯接回传球失误攻入一球。最终荷兰以5-1大胜西班牙，使西班牙遭遇自1950年巴西世界杯决赛周后，64年来最大的败仗。

2014年6月23日（B组分组赛），范佩西攻入一球，荷兰以3-2险胜澳洲。2014年6月23日（B组分组赛最后一轮比赛），范佩西缺阵，最终荷兰以2-0击败智利，在小组赛争得三战全胜，成功以首名姿态进入世界杯16强。

2014年6月30日，世界杯足球赛（16强淘汰赛）：荷兰凭借阿尔杨·罗本的个人发挥取得一场艰难的胜利，2-1反胜墨西哥。

2014年7月6日，世界杯足球赛（8强淘汰赛）：荷兰对哥斯达黎加，双方在120分钟过后仍然打成0-0，要以互射12码分胜负，荷兰最终互射12码击败哥斯达黎加，进入世界杯4强。

2014年7月10日，世界杯足球赛四强之战阿根廷对荷兰的比赛，双方踢满120分钟，毫无进展，进行12码决胜。最终阿根廷以4-2胜出，荷兰进入世界杯季军战。

2014年7月13日，世界杯足球赛季军战，范佩西在比赛3分钟射入12码，最终荷兰以3-0撃败巴西，夺得当届世界杯季军。