Aufgrund seiner Leistungen bei seinem Verein wurde Karl Fröhlich am 18. September 1966 für ein Freundschaftsspiel gegen die Niederlande erstmals in das österreichische Nationalteam berufen. Insgesamt absolvierte er bis 1968 acht Spiele für Österreich, darunter vier im Rahmen der Qualifikation zur EM 1968 sowie ein Qualifikationsspiel zur WM 1970.