Rostislav Olesz hat in seiner bisherigen Laufbahn an fünf internationalen Titelkämpfen teilgenommen: Für die U18-Nationalmannschaft nahm er an der U18-Weltmeisterschaft 2003 teil. Ab 2004 spielte er zunächst für die U20-Auswahl, unter anderem bei der U20-WM 2004 sowie der U20-WM 2005. Ein Höhepunkt seiner Karriere war die Berufung in den Olympiakader für die Winterspiele in Turin 2006, wo er mit der Nationalmannschaft die Bronzemedaille gewann. Ein Jahr später gehörte er der Mannschaft an, die bei der Eishockey-Weltmeisterschaft der Herren 2007 Platz sieben belegte.