Более заметную роль в сборной сыграл на чемпионате мира в Англии, где советская сборная единственный раз в истории дошла до полуфинала турнира. В первом матче против сборной КНДР Малофеев сделал дубль, забив первый и третий голы в матче (он закончился со счётом 3:0). Ещё один гол он забил в матче за третье место в ворота сборной Португалии, однако советская сборная проиграла его со счётом 1:2 (советские источники приписывали этот гол Славе Метревели). Последним турниром для Малофеева в составе сборной стал Евро-1968. Всего в составе сборной сыграл 40 матчей и забил 6 голов.