Hamhuis hrál v několika mezinárodních turnajích na juniorské i seniorské úrovni pro Kanadu. V letech 2001 a 2002
Na mistrovství světa juniorů získal bronzovou a stříbrnou medaili. Také se objevil na čtyřech po sobě jdoucích mistrovstvích světa, vyhrál zlato na turnaji 2007 a stříbro na turnaji 2008 a 2009. Dne 7. ledna 2014 byl jmenován do kanadského olympijského hokejového týmu, který vyhrál zlatou medaili na zimních olympijských hrách 2014.