Efter ni kampe for EfB blev Carl Bertelsen udtaget til det danske A-landshold, hvor han i alt spillede 20 kampe og scorede 9 mål. Han var blandt andet med til Nations Cup (svarede til det nuværende EM) i 1964, hvor han scorede Danmarks eneste mål, som faldt i bronzekampen mod ; der deltog blot fire hold ved turneringen, og Danmark sluttede sidst. Han var også med på det udvalgte nordiske hold, der mødte resten af Europa i en kamp ved DBU's 75 års jubilæum. Da han blev professionel, blev han ikke længere udtaget til landsholdet i en periode, hvor det kun bestod af amatørspillere.