Baroš được gọi vào đội tuyển quốc gia từ năm 2001. Tại Euro 2004, Baros ghi được 5 bàn vào lưới Latvia, Đức, Hà Lan và Đan Mạch để giành giải vua phá lưới Euro và nhận danh hiệu Chiếc giày vàng.

Tại World Cup 2006, chấn thương khiến anh vắng mặt ở 2 trận gặp Mỹ và Ghana. Anh chỉ xuất hiện trong trận cuối gặp Ý và thất bại 2-1 của Cộng hòa Séc khiến họ bị loại ngay vòng bảng.

Đến Euro 2008, Baroš tiếp tục được huấn luyện viên Karel Brückner gọi vào đội tuyển dù anh bị nhiều người chỉ trích vì phong độ của mình. Trận đầu tiên gặp Thụy Sĩ anh không được ra sân. Đến trận gặp Bồ Đào Nha anh được ra sân từ đầu nhưng không ghi được bàn thắng nào. Trong trận gặp Thổ Nhĩ Kỳ, Baroš không được thi đấu phút nào nhưng cũng bị lãnh một thẻ vàng vì lỗi phản ứng với trọng tài. Kết quả Séc thua 3-2 và bị loại khỏi giải ngày sau vòng đấu bảng.

Baroš sau đó đã bị nhận một án kỷ luật từ đội tuyển do một buổi nhậu nhẹt qua đêm cùng năm cầu thủ khác vào ngày 8 tháng 4 năm 2009.[11] Tuy nhiên, tân huấn luyện viên trưởng đội tuyển Cộng hòa Séc Ivan Hašek đã gọi anh trở lại đội tuyển vào ngày 12 tháng 8, 2009. Anh đánh dấu sự trở lại bằng bàn thắng từ chấm phạt đền trong chiến thắng 3-1 trước Bỉ trong một trận giao hữu. Ngày 9 tháng 9, Baroš ghi được 4 bàn trong trận đấu gặp San Marino tại vòng loại World Cup 2010. Chung cuộc CH Séc thắng San Marino 7-0.[12]

Ngay sau khi Cộng hòa Séc để thua 0-1 trước Bồ Đào Nha tại tứ kết Euro 2012, Milan Baroš đã quyết định giã từ sự nghiệp thi đấu quốc tế với 41 bàn thắng sau 93 trận đấu.