Kariera reprezentacyjna thumb|Ludovic Obraniak w barwach reprezentacji Polski (2010) W kwietniu 2002 roku Obraniak został powołany do reprezentacji Francji U-19 na dwumecz z Jugosławią. W kadrze U-21 zagrał jeden raz, w meczu z Hiszpanią, rozegranym 17 kwietnia 2004. Zmienił wówczas Anthony’ego Le Talleca. Od momentu wejścia nowych przepisów FIFA piłkarz był jednak uprawniony do gry w polskiej reprezentacji. Zawodnik wystąpił o polskie obywatelstwo i zadeklarował chęć gry w reprezentacji Polski.
Po uzyskaniu polskiego obywatelstwa w 2009 Obraniak został powołany przez Leo Beenhakkera do reprezentacji na mecz towarzyski z Grecją 12 sierpnia 2009. Zagrał w tym meczu od początku drugiej połowy, zmieniając Euzebiusza Smolarka. W tym spotkaniu strzelił 2 bramki w 47. i 79. minucie.
W 2012 został powołany przez selekcjonera kadry Franciszka Smudę na Euro 2012. Podczas turnieju wystąpił we wszystkich trzech meczach grupowych.