Schwarzer có trận đấu đầu tiên cho đội tuyển Úc trong trận đấu vòng loại World Cup 1994 với Canada khi vào sân thay cho thủ môn chính Robert Zabica bị truất quyền thi đấu.[32] Trong trận lượt về tại Sydney, anh xuất sắc cản phá hai quả phạt đền trong loạt sút luân lưu giúp Úc lọt vào trận đấu vòng loại cuối cùng với Argentina. Schwarzer không được thi đấu trong hai trận đấu với Argentina mà Úc đã để thua 2-1.

Anh là một nhân tố không thể thiếu trong đội hình của đội tuyển quốc gia Úc tham dự vòng loại World Cup 2006. Trong trận play-off với Uruguay, Schwarzer đã cứu thua hai quả phạt đền và giúp cho đội tuyển Úc chiến thắng Uruguay với tỷ số 4-2 trong loạt sút luân lưu.

Ở World Cup 2006, anh đã chơi hai trận đầu tiên của đội tuyển Úc tại vòng bảng, để thủng lưới một bàn trước Nhật Bản và hai bàn trước Brasil. Trận đấu thứ ba với Croatia, anh bị thay thế bởi Željko Kalac, nhưng do phong độ kém cỏi của Kalac, anh được trở lại đội hình chính trong trận đấu vòng 1/16 với Ý. Trong trận này, dù đoán dúng hướng quả phạt đền của Francesco Totti ở hiệp phụ nhưng Schwarzer đã thất bại trong việc cản phá và chung cuộc Ý thắng Úc 1-0.

Schwarzer thi đấu đầy đủ tất cả các trận đấu của đội tuyển Úc tại Cúp bóng đá châu Á 2007, giải đấu mà Úc đã bị Nhật Bản loại ở tứ kết sau loạt đấu luân lưu.[33] Tại World Cup 2010, anh có mặt trong cả ba trận đấu của đội tuyển Úc với Đức, Ghana và Serbia tại vòng bảng.

Schwarzer đã từng thể hiện ý định muốn cùng đội tuyển Úc tham dự World Cup 2014, khi anh đã 41 tuổi.[34] Tuy nhiên, ngày 5 tháng 11 năm 2013, Schwarzer tuyên bố giã từ sự nghiệp đội tuyển quốc gia sau 109 trận khoác áo đội tuyển Úc.[35] Anh vẫn đang nắm giữ kỷ lục là cầu thủ Úc có số lần khoác áo đội tuyển nhiều nhất trong lịch sử.[36]