Kadra seniorska 27 lutego 2014, po udanym sezonie 2013/2014, selekcjoner reprezentacji Francji, Didier Deschamps, powołał Griezmanna do kadry seniorskiej. Zadebiutował w niej 5 marca 2014 w wygranym 2:0 meczu z Holandią.
Mistrzostwa Świata 2014 13 maja 2014, Griezmann został powołany do kadry Trójkolorowych na Mistrzostwa Świata w Brazylii. Swoją pierwszą bramkę dla kadry seniorskiej zdobył 1 czerwca w trakcie przygotowań przed mundialem, otwierając wynik zremisowanego 1:1 meczu towarzyskiego z Paragwajem. Kolejne dwa gole strzelił 8 czerwca podczas ostatniego sprawdzianu przed turniejem, w wygranym 8:0 meczu z Jamajką, wchodząc z ławki rezerwowych w drugiej połowie spotkania.
Jeszcze przed pierwszym meczem Trójkolorowych na mistrzostwach, kontuzji doznał skrzydłowy Franck Ribéry. Deschamps postanowił powierzyć jego zadania Griezmannowi. Francuzi rozpoczęli mistrzostwa od dwóch zwycięstw i remisu, wygrywając grupę E. Wygrali również mecz 1/8 finału przeciwko Nigerii. Les Bleus odpadli z turnieju przegrywając 0:1 mecz ćwierćfinałowy z późniejszymi triumfatorami – Niemcami.