Rommedahl bestritt seit 2000 insgesamt 126 Länderspiele für Dänemark, in denen ihm 21 Tore gelangen. Zum 2:1-Sieg der dänischen Mannschaft am 15. November 2000 in Kopenhagen gegen Deutschland steuerte der Stürmer beide Treffer bei. Wegen Achillessehnenproblemen war der Torjäger seit 15 Monaten nicht mehr für die Nationalmannschaft berücksichtigt worden. Am Ende seiner Laufbahn fehlen Rommedahl nur drei Spiele zur nationalen Bestmarke, die Torhüter Peter Schmeichel mit 129 internationalen Einsätzen hält.