Bojinov a debutat pentru Bulgaria la UEFA Euro 2004 pe 22 iunie 2004, când a intrat pe teren în partida pierdută cu 1-2 împotriva Italiei. El a marcat cel de-al doilea gol pe 19 august 2004 în remiza 1-1 împotriva Irlandei într-un meci amical în care a marcat și primul său gol la națională.