В сборной Белоруссии дебютировал 1 декабря 2009 года в товарищеском матче против Германии в Мюнстере. Выступал в финальных раундах чемпионата Европы-2014 и чемпионатов мира 2013 и 2015 годов. После мирового первенства в Катаре перестал приглашаться в сборную. Всего за национальную команду Дмитрий Камышик провёл 71 матч и забил 157 голов.