Smolov mencetak gol kompetitif pertamanya untuk tim nasional di saat kemenangan melawan Liechtenstein 7-0 di kualifikasi Euro 2016 pada tanggal 8 September 2015. Ia kemudian termasuk di skuat Rusia dalam turnamen final di Prancis, di mana ia memulai di semua tiga pertandingan Rusia walaupun akhirnya harus finish diurutan ke-4 di grup B.