2009年于海入选中国国家队；2009年6月4日友谊赛对阵沙特阿拉伯是他的第一场国际A级赛。2010年2月10日在东亚四强赛对韩国的比赛中攻入一球，并以上3-0的比分是的中国国家男子足球队32年来首次战胜韩国队。2013年12月，于海凭借在中国足协杯决赛首次两回合的三粒进球，使贵州人和3:2战胜广州恒大，夺得冠军。