1934 nahm er an der Weltmeisterschaft in Italien teil. Die Tschechoslowakei erreichte dabei das Endspiel, in dem sie dem Gastgeber mit 1:2 nach Verlängerung unterlag. Auch bei der Weltmeisterschaft in Frankreich 1938 war der Offensivspieler dabei. Allerdings scheiterten die Tschechoslowaken schon in der zweiten Runde im Wiederholungsspiel an Brasilien. Im Auftaktspiel gegen die Niederlande, das 3:0 nach Verlängerung endete, hatte Košťálek sein zweites Tor im Nationaldress erzielt.