W seniorskiej reprezentacji Australii zadebiutował 22 lutego 2006 roku w Manamie w wyjazdowym meczu kwalifikacji Pucharu Azji przeciwko Bahrajnowi (3:1). Swoją pierwszą bramkę dla Socceroos zdobył 24 marca 2007 w towarzyskim spotkaniu z Chinami w Kantonie, wygranym 2:0 – Holman otworzył wynik meczu już w 8. minucie.
Najbardziej znany jest z występów na Mistrzostwach Świata 2010 w RPA. Holman zagrał we wszystkich trzech meczach fazy grupowej, a dwa z trzech goli Australii na turnieju były jego autorstwa. 19 czerwca 2010 zdobył bramkę już w 11. minucie zremisowanego 1:1 meczu z Ghaną w Rustenburgu, a 23 czerwca strzelił efektownego gola z dystansu w 73. minucie wygranego 2:1 spotkania z Serbią w Nelspruit, rozstrzygającego o końcowej tabeli grupy D.
Rok później był podstawowym zawodnikiem Australii na Pucharze Azji 2011 w Katarze – australijski związek podkreśla, że Holman wystąpił we wszystkich meczach turnieju i zdobył bramkę w wygranym 4:0 spotkaniu fazy grupowej z Indiami, trafiając głową w doliczonym czasie pierwszej połowy. Australia dotarła wówczas do finału i została wicemistrzem Azji, przegrywając 0:1 po dogrywce z Japonią po bramce Tadanariego Lee w 109. minucie.