Mihajlicsenko 1987-ben debütált a szovjet labdarúgó-válogatottban. Az 1988-as labdarúgó-Európa-bajnokságon tagja volt az ezüstérmes szovjet válogatottnak, majd az 1988-as nyári olimpiai játékokon aranyérmet szerzett. Sérülés miatt nem volt tagja az 1990-es labdarúgó-világbajnokság szovjet keretének. Részt vett az 1992-es labdarúgó-Európa-bajnokságon, később 2 alkalommal magára ölthette az ukrán nemzeti mezt.