В сборной России Малафеев дебютировал в 2003 году в стыковом матче за выход на Евро-2004 с Уэльсом (1:0). Всего за национальную команду голкипер провел 29 матчей, пропустив в них 24 мяча.
Малафеев был основным вратарем сборной России на чемпионате Европы 2012 года. Там он провел три матча, пропустив в каждом из них по одному голу.
15 августа 2012 года Малафеев принял участие в товарищеском матче со сборной Кот-д"Ивуара. Голкипер «Зенита» вышел на поле во втором тайме.
23 августа стало известно, что Фабио Капелло включил Малафеева в расширенный состав сборной России для подготовки к матчам отборочного турнира чемпионата мира 2014 года с Северной Ирландией и Израилем.
