在2005年6月，范佩西第一次代表荷兰成年国家队出场，参加了荷兰对阵罗马尼亚的世界杯预选赛，而在四天以后对阵荷兰对阵芬兰的世界杯预选赛中，范佩西打进了他在荷兰国家队的第一个进球，帮助荷兰4-0击败对手。
2006年德国世界杯，范佩西身穿荷兰队17号球衣第一次参加世界杯比赛。他当时是荷兰队的主力右边锋。小组赛首场荷兰队对阵塞黑队的比赛中，范佩西助攻罗本打进了全场唯一一个进球；小组赛第二场比赛，范佩西又以自己标志性的大力任意球为球队首开纪录，帮助荷兰2-1击败了科特迪瓦。范佩西随后又参加了荷兰队对阵阿根廷和葡萄牙的比赛，但是荷兰队这届比赛中表现沉闷，最终在八分之一决赛被葡萄牙淘汰出局，范佩西是本届比赛中荷兰队为数不多的亮点之一 。
2008年欧洲杯，范佩西在2008年欧洲杯预选赛中表现出色，为球队打进了4个进球，为荷兰队内的最佳射手。 在2008年欧洲杯中，荷兰队采用4231阵型，身披7号球衣的范佩西不得不让出影锋的位置给范德法特，同时在左路的位置也被斯内德所挤压，另一个原因是范佩西在过去一个赛季因伤缺席了很多比赛，主教练巴斯滕不能确定他的状态。在小组赛前两场比赛中，范佩西都是替补出场，但表现相当不错，在第二场小组赛对阵法国队的比赛中范佩西下半场替补出场，很快打进了一球，帮助球队4-1大胜了法国队。第三场小组赛对阵罗马尼亚，范佩西终于获得首发机会，他也在这场比赛中打进了他在这届杯赛的第二个进球。对阵俄罗斯的四分之一决赛，范佩西依旧是替补出场，但这次他和荷兰队都没有发挥出水准，荷兰最终1-3告负。
2008年欧洲杯之后，范佩西代表荷兰队对阵俄罗斯和瑞典的比赛中打进了三个球。
2009年10月，荷兰队对阵意大利的一场友谊赛中，范佩西脚踝严重受伤休息了五个月时间。这让阿森纳主教练温格极其不满。温格怒斥荷兰足协没有保护好范佩西，甚至要求荷兰足协赔偿。范佩西最终在2010年3月复出，并且在2010年世界杯前夕荷兰对阵墨西哥的热身赛中打进了两球，证明了自己的状态已经从重伤中恢复。
2010年南非世界杯，范佩西在2010年世界杯成为了荷兰队的主力中锋，也穿上了主力中锋的9号球衣，但是他在这届杯赛中打的并不开心。范佩西打满了荷兰队的全部7场比赛，他仅仅在荷兰对阵喀麦隆的第三场小组赛里打进了一球。其余的时间里，范佩西的风头都被罗本和斯内德抢走。这跟荷兰队主教练范马尔维克指定的保守的战术有着很大的关系：范佩西虽然被安排在中锋的位置，但实际上只是替斯内德和罗本做掩护。荷兰队的球很少能交到范佩西的脚下，因此绝大多数时候他都非常孤单，不过范佩西还是接受了这样的安排。荷兰队虽然打的沉闷，但最终还是打进了决赛。只不过在决赛负于西班牙队以后，媒体开始猛烈批评范马尔维克没有用好范佩西。
2012年欧洲杯预选赛，范佩西在比赛中打进了6个球。其中2011年9月2日荷兰队11-0大胜圣马力诺的比赛中，范佩西独中四元，上演了他在荷兰国家队的第一个帽子戏法。同时范佩西也将自己在荷兰国家队的进球数提高到了25个。
范佩西以荷兰队正选前锋的身份参加了2012年欧洲杯，球衣号码换成了16号。但是荷兰队在这届比赛中表现惨淡。范佩西在第一场比赛中多次浪费机会，荷兰队被丹麦队爆冷击败。而在小组赛第二场荷兰队对阵德国队的比赛中，范佩西打进一个漂亮的远射，但也无力阻止荷兰队1-2告负。第三场小组赛荷兰队再次1-2负于葡萄牙队，被迫以三战全负的战绩打道回府。
2014年巴西世界杯，第一轮迎战卫冕冠军西班牙，第43分钟，范佩西接布林德传中头球鱼跃冲顶破门，为球队扳平比分。这也是本届世界杯最精彩进球之一。下半场比赛中，范佩西利用卡西利亚斯的失误再度破门，最终荷兰5:1屠杀对手，赢得开门红 。在第二轮与澳大利亚的比赛中，范佩西在比分落后时打入扳平比分的进球，激励士气，最后全取三分 。但他连续两场比赛吃到黄牌，无缘小组赛第三轮比赛。四分之一决赛迎战黑马哥斯达黎加，荷兰久攻不下，双方进行点球大战，范佩西第一个出场并罚中点球，最终荷兰点球大战4:3淘汰对手 。半决赛点球大战败北的荷兰队在三四名决赛中遇到之前被德国屠杀的东道主巴西队。罗本开场85秒制造点球，范佩西主罚命中，最终荷兰3:0大胜，夺得季军 。范佩西在本届世界杯上出场6次，共打入4球。 为了纪念荷兰队闯进2014年巴西世界杯四强，荷兰皇家造币厂正在制造一款限量发行的范佩西世界杯纪念币，上边印有罗宾侠那个鱼跃冲顶的动作。
在荷兰队与西班牙队的首轮小组赛中，范佩西的那记鱼跃冲顶犹如神来之笔，目前仍是本届世界杯最精彩时刻之一，为球迷所津津乐道。
据悉，荷兰皇家造币厂将发行6000枚这样的纪念币，售价9.95欧元，每人限购两枚。不过这款纪念币非法定货币，只有收藏价值。
2005年6月，范佩西第一次代表荷兰成年国家队出场，参加了荷兰对阵罗马尼亚的世界杯预选赛，而在四天以后对阵荷兰对阵芬兰的世界杯预选赛中，范佩西打进了他在荷兰国家队的第一个进球，帮助荷兰4-0击败对手。
2006年德国世界杯，范佩西身穿荷兰队17号球衣第一次参加世界杯比赛。是荷兰队的主力右边锋。小组赛首场对阵塞黑队的比赛中，范佩西助攻罗本打进了全场唯一一个进球；小组赛第二场比赛，范佩西又以自己标志性的大力任意球为球队首开纪录，帮助荷兰2-1击败了科特迪瓦。范佩西随后又参加了荷兰队对阵阿根廷和葡萄牙的比赛，但是荷兰队这届比赛中表现沉闷，最终在八分之一决赛被葡萄牙淘汰出局，范佩西是本届比赛中荷兰队为数不多的亮点之一 。
2008年欧洲杯，范佩西在预选赛中表现出色，打进了4球，是队内的最佳射手。 在2008年欧洲杯中，荷兰队采用4231阵型，身披7号球衣的范佩西不得不让出影锋的位置给范德法特，同时在左路的位置也被斯内德所挤压，另一个原因是范佩西在过去一个赛季因伤缺席了很多比赛，主教练巴斯滕不能确定他的状态。在小组赛前两场比赛中，范佩西都是替补出场，但表现不错，在第二场小组赛对阵法国队的比赛中范佩西下半场替补出场，很快打进一球，帮助球队4-1大胜法国队。第三场小组赛对阵罗马尼亚，范佩西终于首发，他也打进了在这届杯赛的第二个进球。对阵俄罗斯的四分之一决赛，范佩西依旧是替补出场，但这次他和荷兰队都没有发挥出水准，荷兰最终1-3告负。
2008年欧洲杯之后，范佩西代表荷兰队对阵俄罗斯和瑞典的比赛中打进了三个球。
2009年10月，荷兰队对阵意大利的一场友谊赛中，范佩西脚踝严重受伤休息了五个月时间。这让阿森纳主教练温格极其不满。范佩西在2010年3月复出，并且在2010年世界杯前夕荷兰对阵墨西哥的热身赛中打进了两球，证明了自己的状态恢复。
2010年南非世界杯，范佩西成为荷兰队的主力中锋，穿上9号球衣，但是他在这届杯赛中打的并不开心。范佩西打满了荷兰队的全部7场比赛，仅在对阵喀麦隆的第三场小组赛里打进了一球。其余的时间里，范佩西的风头都被罗本和斯内德抢走。这跟荷兰队主教练范马尔维克指定的保守战术有着很大的关系：范佩西虽然被安排在中锋的位置，但实际上只是替斯内德和罗本做掩护。荷兰队的球很少能交到范佩西的脚下，因此绝大多数时候他都非常孤单，不过范佩西还是接受了这样的安排。荷兰队虽然打的沉闷，但最终还是打进了决赛。只不过在决赛负于西班牙队以后，媒体开始猛烈批评范马尔维克没有用好范佩西。
2012年欧洲杯预选赛，范佩西在比赛中打进了6个球。其中2011年9月2日荷兰队11-0大胜圣马力诺的比赛中，范佩西独中四元。同时范佩西也将自己在荷兰国家队的进球数提高到了25个。
范佩西以荷兰队正选前锋的身份参加了2012年欧洲杯，球衣号码换成了16号。但是荷兰队在这届比赛中表现惨淡。范佩西在第一场比赛中多次浪费机会，荷兰队被丹麦队爆冷击败。而在小组赛第二场荷兰队对阵德国队的比赛中，范佩西打进一个漂亮的远射，但也无力阻止荷兰队1-2告负。第三场小组赛荷兰队再次1-2负于葡萄牙队，被迫以三战全负的战绩打道回府。
2014年巴西世界杯，第一轮迎战卫冕冠军西班牙，第43分钟，范佩西接布林德传中头球鱼跃冲顶破门，为球队扳平比分。这也是本届世界杯最精彩进球之一。下半场比赛中，范佩西利用卡西利亚斯的失误再度破门，最终荷兰5:1屠杀对手，赢得开门红 。第二轮与澳大利亚的比赛中，范佩西在比分落后时打入扳平比分的进球，激励士气，最后全取三分 。但他连续两场比赛吃到黄牌，无缘小组赛第三轮比赛。四分之一决赛迎战黑马哥斯达黎加，荷兰久攻不下，双方进行点球大战，范佩西第一个出场并罚中点球，最终荷兰点球大战4:3淘汰对手 。半决赛点球大战败北的荷兰队在三四名决赛中遇到之前被德国屠杀的东道主巴西队。罗本开场85秒制造点球，范佩西主罚命中，最终荷兰3:0大胜，夺得季军。范佩西出场6次，打入4球。
2017年9月1日世预赛，荷兰客场0-4惨败于法国脚下，出线形势岌岌可畏。34岁的范佩西下半场替补扬森登场，时隔2年后再次为国家队征战。但比赛中范佩西遭遇到了韧带伤病，随后因伤离开了国家队。
至此，范佩西为国家队的出场数达到了102场，50个进球则是荷兰队史最高。