В 2001 году главный тренер сборной Хорватии Мирко Йозич пригласил Младена Петрича в состав национальной команды, в составе которой тот дебютировал в ноябре 2001 года во время турне по Южной Корее, где хорваты сыграли два товарищеских матча со сборной этой страны, а Петрич выходил в обоих матча на замену. Однако, в заявочный лист сборной Хорватии на чемпионат мира 2002 года Петрич включён не был. Свой первый гол за сборную Петрич забил 21 августа 2002 года в ворота сборной Уэльса в товарищеском матче, проходившем в Вараждине и завершившимся вничью — 1:1. Вскоре футболист сыграл в первом своём официальном матче за сборную, выйдя на замену в первом матче отборочного цикла чемпионата Европы 2004 года, против сборной Эстонии, однако после этого матча Петрич не вызывался в национальную команду более трёх лет.