24 Ekim 1954'te Macaristan karşısına Çekoslovakya formasıyla ilk kez sahaya çıkan Masopust, 90 dakika boyunca sahada kaldı. Millî takımla 1958 FIFA Dünya Kupası'na katılan Masopust'lu Çekoslovakya, Arjantin'i 6-1 yenmesine rağmen, Kuzey İrlanda'ya 1-0 kaybetmesi ve Batı Almanya'yla 2-2 berabere kalması sebebiyle averaj kuralları gereğince gruptan çıkamadı. 1960 Avrupa Uluslar Kupası'nda SSCB'ye 3-0 kaybederek yarı finalde elenen Masopust'lu Çekoslovakya, Fransa'yı yenerek ilk kez düzenlenen bu turnuvada 3.'lüğe ulaştı. Şili'de düzenlenen 1962 FIFA Dünya Kupası'nda liderlik ettiği Çekoslovakya, finale yükselerek Brezilya ile oynamaya hak kazandı. Masopust, maça turnuvada attığı tek golle takımını 1-0 öne geçirse de, Brezilya maçı 3-1 kazandı. Çekoslovakya ise turnuvayı 2. olarak tamamladı. 1966 FIFA Dünya Kupası elemeleri'nde sadece bir maçta forma giyen Masopust, millî formayla jübilesini 18 Mayıs 1966 tarihinde SSCB karşısında oynanan ve 2-1 kaybedilen hazırlık maçında yaptı.