Molina disputó ocho partidos con la selección de fútbol de Chile, de los cuales siete fueron partidos oficiales y uno amistoso durante 1953 y 1959. Debutó en la selección chilena bajo la dirección de Luis Tirado el 14 de febrero de 1953, en un partido amistoso ante el Hajduk Split. Su desempeño le permitió la nominación al Campeonato Sudamericano 1953, donde se tituló goleador del torneo con ocho goles.