Barmby speelde 23 keer voor de nationale ploeg van Engeland, en scoorde vier keer in de periode 1995-2001. Onder leiding van bondscoach Terry Venables maakte hij zijn debuut op 29 maart1995 in de vriendschappelijke thuiswedstrijd tegen Uruguay (0-0) in Londen, net als aanvaller Andy Cole van Manchester United. Hij trad in dat duel na 64 minuten aan als vervanger van Peter Beardsley. Barmby nam met Engeland deel aan het EK voetbal 1996 (Engeland) en het EK voetbal 2000 (België en Nederland).