Alexei Rastworzew hat über 250 Länderspiele für die russische Nationalmannschaft bestritten und dabei über 890 Tore geworfen. 2003 war er Torschützenkönig der Nationalmannschaft. Mit ihr holte er bei den Olympischen Spielen 2004 die Bronzemedaille und belegte bei den Olympischen Spielen 2008 den sechsten Platz. Er nahm auch an den Weltmeisterschaften 2007 in Deutschland (Viertelfinale), 2009 in Kroatien (Vorrunde) und 2013 in Spanien (Viertelfinale) teil. Daneben war er bei den Europameisterschaften 2006 bis 2012 Mitglied der Mannschaft.