Ensimmäisen maaottelunsa Rosický pelasi vuonna 2000. Hän on kuulunut Tšekin joukkueeseen vuoden 2000 EM-kisoissa, vuoden 2004 EM-kisoissa, vuoden 2006 MM-kisoissa ja vuoden 2012 EM-kisoissa. Kaikkiaan hän pelasi 105 maaottelua ja teki niissä 23 maalia.