Neben seinen Erfolgen auf Vereinsebene nahm Karel Vohralík mit der tschechoslowakischen Nationalmannschaft an den Olympischen Winterspielen 1972 und der Eishockey-Weltmeisterschaft 1973 teil, wobei er jeweils die Bronzemedaille gewann. Vohralík absolvierte insgesamt 40 Länderspiele für die Tschechoslowakei.