A cseh válogatottban 2005-ben, a magyar válogatott ellen mutatkozott be. Részt vett a 2015-ös világbajnokságon és a 2018-as Európa-bajnokságon is. Utóbbi tornán a csoportkörben nyolc góllal járult hozzá a történelmi győzelemhez, amikor is csapata legyőzte az olimpiai bajnok Dániát, majd két nappal később tizennégy góljával kulcsszerepe volt abban, hogy a csehek a magyarokat is legyőzték és bejutottak a középdöntőbe. Zdráhala 55 találatával a torna gólkirályi címét is kiérdemelte.