Popluhár spelade totalt 62 landskamper för Tjeckoslovakiens landslag mellan 1958 och 1967. Han deltog i fotbolls-VM i Sverige 1958 och i Chile 1962, där han spelade en betydande roll i det tjeckoslovakiska försvaret och där Tjeckoslovakien tog sig till final men förlorade mot Brasilien. I finalmatchen uppmärksammades Popluhárs sportsmannaanda, då han vid ett tillfälle riktade domarens uppmärksamhet mot den skadade Pelé istället för att vända situationen till egen fördel; för detta tilldelades Popluhár World Fair Play Award 1997. Han var även en del av det tjeckoslovakiska landslag som kom trea i fotbolls-EM i Frankrike 1960.