فان نيستلروي در تاريخ 18 نوامبر سال 1998 اولين بازي ملي خود را در برابر آلمان ( 1 : 1 ) انجام داد. اولين گلي ملي‌اش را هم در 28 آوريل سال 1999 در مقابل مغرب به ثمر رساند.
در جام ملت‌هاي 2000 اروپا به سبب مصدوميت نتوانست حضور يابد، اما در سال 2004 در اين جام شركت كرد. هلند دراين جام در مرحله نيمه نهايي در مقابل پرتغال، ميزبان بازي‌ها شكست خورد و از دور رقابت ها خارج شد. وي پس از ميلان باروش، به همران وين روني، دومين گلزن برتر اين مسابقات شد.

در جام جهاني 2006 آلمان سه بار به ميدان آمد و يك گل در برابر ساحل عاج زد. در مرحله يك هشتم نهايي در مقابل پرتغال، كه به باخت هلند منجر شد، ماركو فان باستن، سرمربي هلند، در تمام مدت بازي، او را روي نيمكت نگه داشت. پيش از آن هم فان باستن به طور علني، فان نيستلروي را مورد انتقاد قرار داده بود.

پس از دوري يك‌ساله، ‌فان نيستلروي در 22 آگوست سال 2007 در بازي مقابل سوئيس، بازگشتش به تيم ملي را اعلام كرد؛  در جام ملت‌هاي 2008 اروپا نيز در سه بازي به عنوان يار جايگزين وارد زمين شد و توانست دو گل هم بزند.

در آگوست سال 2008 كناره‌گيري خود از تيم ملي را اعلام كرد. دليلش هم اين بود كه مي خواست به طور كامل بر روي باشگاهش، رئال مادريد تمركز كند.

عناوين و موفقيت‌ها

در باشگاه

قهرمان باشگاه‌هاي هلند: 2000، 2001
قهرمان جام يوهان كرايف- شال: 2000، 2001
قهرمان ليگ برتر انگليس: 2003
قهرمان جام اتحاديه انگليس: 2004
قهرمان جام حذفي انگليس: 2006
قهرمان لاليگاي اسپانيا: 2007، 2008
قهرمان سوپر جام اسپانيا: 2008

به عنوان بازيكن

فوتباليست سال هلند: 1998، 1999، 2000
فوتباليس سال انگليس: 2002
مهاجم سال جايزه باشگاه فوتبال يوفا: 2003، 2004
آقاي گل هلند: 1999، 2000
آقاي گل ليگ قهرمانان اروپا: 2002، 2003، 2005
برترين گلزن دنيا: 2002
آقاي گل ليگ برتر انگليس: 2003
آقاي گل لاليگا: 2007

فان نيستلروي در حال حاضر با 59 گل زده ، در جايگاه دوم جدول ابدي گلزنان جام اروپا ايستاده است، پيش از وي رائول قرار دارد.

در سال 2004 از سوي پله در ليست 125 فوتباليست برتر زنده دنيا پذيرفته شد