В период с 2004 по 2009 год Алексей Вербов играл во всех турнирах сборной России, в 2010-м выступал только на чемпионате мира. С национальной командой завоевал бронзовые медали Олимпийских игр 2004 и 2008 годов, по итогам олимпийского турнира в Пекине-2008 был признан лучшим по игре в защите, неоднократно становился лучшим либеро на международных соревнованиях, в том числе на чемпионате мира-2006 в Японии и чемпионате Европы-2007 в Москве и Санкт-Петербурге.