Подготвена за Николай Михайлов фланелка на България от квалификациите за Евро 2012 в Полша и Украйна. Вратарят дебютира за мъжкия национален отбор на 11 май 2006 г., като пази при загубата от Шотландия с 1:5 на турнира "Кирин къп" в Япония. Има 46 двубоя за "лъвовете". Избран е за Футболист на България за 2011 година. Михайлов е печелил титлата и купата както на България, така и на Нидерландия, съответно, със съставите на Левски София и Твенте.