Mostovoy representou ambas as selecções da URSS, onde marcou 3 golos em 15 presenças, e da Rússia, onde marcou 10 golos em 50 jogos. Também é conhecido pelo seu temperamento exaltado, teve os seus problemas com treinadores, que o levaram a ser dispensado por Georgiy Yartsev durante o Euro 2004 em Portugal. Jogou igualmente no Euro 1996 na Inglaterra e nas Copa do Mundo FIFA de 1994. Pertenceu igualmente á seleção que viajou para a Coreia e Japão na Copa do Mundo FIFA de 2002, mas não jogou devido a uma lesão.