W reprezentacji seniorskiej zadebiutował 12 grudnia 2002 roku w meczu eliminacji do Euro 2004 ze Słowenią. Rok później Jacques Santini powołał go do kadry na Puchar Konfederacji. Francja wygrała ten turniej, a on sam zagrał w trzech spotkaniach, m.in. w wygranym 1:0 finale z Kamerunem. W 2004 roku dostał powołanie od tego samego selekcjonera na Euro 2004. Na mistrzostwach Europy Francja dotarła do ćwierćfinału, a Gallas wystąpił w czterech pojedynkach. Francuz znalazł się także w kadrze na mistrzostwa świata w 2006 r. Na niemieckich boiskach jego kraj dotarł do finału, w którym przegrał po serii rzutów karnych z reprezentacją Włoch. Gallas zagrał we wszystkich siedmiu meczach. Francuski obrońca wystąpił również w trzech spotkaniach mistrzostw Europy w 2008 r., na których Francja nie weszła do fazy pucharowej zajmując w grupie C czwarte miejsce. Dotychczas (stan na 21 listopada 2008 r.) w barwach narodowych wystąpił 69 razy oraz zdobył dwie bramki. W 2010 roku został powołany na Mundial w RPA, gdzie reprezentacja Trójkolorowych w grupie A walcząc z Urugwajem (0-0), Meksykiem (0-2) i RPA (1-2) nie wyszła z grupy zajmując ostatnie, czwarte miejsce w grupie przegrywają dwa mecze i zaledwie jeden remisując, zdobywając tylko jedną bramkę.