От игр за сборную Малафеев решил отказаться для того, чтобы проводить больше времени с детьми. «Решение далось тяжело как в человеческом, так и в профессиональном плане», — прокомментировал он. 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 Евро-2012. Там он провел все 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 вышел на поле во втором тайме.
23 августа стало известно, что Капелло включил Малафеева в расширенный состав сборной России для подготовки к матчам отборочного турнира ЧМ 2014 с Северной Ирландией и Израилем.