Od 17 let pravidelně oblékal dres mládežnických výběrů, byl jedničkou na Mistrovství světa do 18 let 2005 v Plzni a Českých Budějovicích, kde tým skončil po prohrané bronzové bitvě proti Švédsku na čtvrtém místě. Pavelec v základní části tohoto turnaje inkasoval pouze šest gólů ve čtyřech zápasech a to mu bilanci ještě notně pokazil smolný duel se Spojenými státy. V roce 2006 na Mistrovství světa juniorů byl pouze jako náhradník. V roce 2007 nastoupil na Mistrovství světa dvacetiletých, kde česká reprezentace získala 5. místo.