През 1954 г. Яшин получава първата повиквателна в сборния отбор на СССР. В него изиграва 78 мача и печели най-големите успехи в историята на отбора. Шампион е на Олимпийските игри през 1956 и Европейското първенство през 1960 г. На следващото ЕП през 1964 г. е вицешампион с отбора. Играе на финалните турнири на 3 световни първенства (1958, 1962 и 1966), като на последното достига до полуфинал. Участва в отбора като трети вратар и на СП през 1970 г., но на практика не влиза в игра. В 13 мача от световните първенства запазва вратата си „суха“ 4 пъти. През 1971 г. в Москва играе последния си мач за Динамо, този път срещу сборен европейски отбор.