Шмајхел је за младу селекцији Данске до 21 године одиграо 17 утакмица. За сениорску репрезентацију је први пут уврштен у састав против Исланда 13. маја 2011. Шмајхел је био део репрезентације и на Европском првенству 2012, али свој деби није дочекао до 2013. Прво светско првенство био му је Мундијал 2018. у Русији, где је био први голман.