Martin Erat pomohl vybojovat zlaté medaile na juniorském mistrovství světa 2001. Dostal se do výběru českého národního týmu na Zimní olympijské hry 2006, kde získal bronzovou medaili. Na Mistrovství světa v ledním hokeji 2006 v Rize získal stříbro a patřil k oporám národního týmu. Na Mistrovství světa se objevil i v roce 2008, když se s českou reprezentací umístil na pátém místě a také v ročníku 2012, kde pomohl získat bronzové medaile. Mezitím se v roce 2010 dostal do výběru na Olympijské hry ve Vancouveru, kde se český tým umístil na sedmém místě, a posléze i na ZOH 2014. Jako kapitán vedl český národní tým na ZOH 2018 v Pchjongčchangu, kde česká reprezentace skončila na čtvrtém místě. Po skončení turnaje oznámil, že to byly jeho poslední zápasy za reprezentaci.