Выступал с 1992 по 2003 годы за сборную России, проведя 72 игры и забив 17 голов. Один из голов Карпина принёс сборной историческую победу над Францией 5 июня 1999. Карпин был одним из футболистов сборной России, чья подпись стояла под «Письмом четырнадцати». Участвовал в чемпионатах мира 1994 и 2002 годов, в чемпионате Европы 1996 года.