Olsen speelde in totaal zestien interlands voor de Deense nationale ploeg, waarmee hij in 1912 deelnam aan de Olympische Spelen in Stockholm. Daar won de selectie de zilveren medaille, net als vier jaar eerder in Londen. In de finale, gespeeld op 4 juli1912 in het Olympisch Stadion, was Groot-Brittannië met 4-2 te sterk. Olsen was bij dat toernooi met zeven doelpunten in drie duels topscorer van de Denen.
