A svéd játékos tagja volt az amerikai válogatott 1997-es, 1998-as, 2002-es és 2008-as, egészen a bajnoki címig tartó menetelésének, ezen kívül hazája válogatottjával 2006-ban olimpiai aranyérmes lett. Tizenöt idénye alatt 1026 NHL-es alapszakasz-mérkőzésen 530, 180 rájátszás-találkozón pedig 97 pontot szerzett.
Holmström a kapusok réme volt, állandóan zavarta őket a korong meglátásában, és helyezkedése, kellemetlen stílusa sok gólhelyzetet eredményezett csapattársainak.