范志毅进国家队完全是靠自身强大的实力。
1987年底，范志毅入选徐根宝组建的中国国家足球二队。 1988年，范志毅开始代表国家二队参加未职业化的中国足球甲级A组联赛，并在积分榜上力压五连冠的辽宁队排名第一，仅因辽宁队获得加分才屈居亚军。 1989年，范志毅在与辽宁队的首回合比赛中攻入全场唯一进球，并最终帮助国家二队夺得甲A联赛冠军。 1989年，范志毅入选徐根宝组建的中国国家奥林匹克足球队。 1991年8月，范志毅入选徐根宝执教的国奥队，并担任队长，在对朝鲜的关键之战中，范志毅打入制胜球。同年，范志毅入选克劳斯·施拉普纳执教的中国国家男子足球队。1992年8月，范志毅再次入选德国籍主教练施拉普纳执教的中国国家足球队，参加第15届世界杯外围赛。在施拉普纳时代，范志毅出任过右后卫、中卫、后腰等多个位置，从1992年东亚四强赛起就成为主力。10月，范志毅再次入选施拉普纳执教的国家队，并代表中国国家队参加1992年日本广岛亚洲杯。范志毅在5场比赛中保持全勤，帮助国足获得季军。 1993年5月，范志毅随国家队参加世界杯亚洲区预赛，在全部8场比赛中，范志毅以首发身份出战7次，因在4比1胜约旦之战中被红牌罚下而停赛一场。 1994年10月，范志毅代表中国国家队参加1994年广岛亚运会，以主力中卫的身份打满全部7场比赛，两次当选全场最佳球员，帮助国足夺得银牌，创造亚运会历史最佳战绩。 1996年，范志毅入选戚务生执教的国家足球队，并出任队长，范志毅以主力身份打满了1996年阿联酋亚洲杯的预赛和决赛阶段的全部比赛。 1997年3月，范志毅第三次入选戚务生执教的国家足球队，备战并参加第16届世界杯外围赛。
5月，世界杯外围赛小组预赛，中国队5胜1平顺利出线。中卫范志毅打满了6场比赛540分钟。 9月，范志毅随国家队参加亚洲区十强赛，在全部8场比赛中，范志毅打满7场630分钟，并有两球入账。 1998年2月，范志毅入选英国人霍顿执教的国家足球队。 10月，范志毅入选国家亚运足球代表队出征曼谷亚运会，全部8场比赛中，范志毅首发出战7场，并在小组赛对阵黎巴嫩和三四名争夺赛对阵泰国的比赛中各得一分，帮助国家队获得季军。 1999年12月，范志毅入选金志扬负责的国家足球集训队。 2000年2月，范志毅入选南斯拉夫人米卢蒂诺维奇执教的国家队。 2001年，范志毅帮助中国国家队提前两轮首次获得韩日世界杯入场券，个人因此获得本年度亚洲足球先生的称号。 2002年6月4日，范志毅参加了2002年韩日世界杯决赛阶段的比赛。在首战对阵哥斯达黎加时，范志毅出场76分钟因伤而被换下场，因此告别世界杯。韩日世界杯结束后，范志毅宣布正式退出国家队，总共代表国家队参加国际A类赛事109场。
