Первым крупным международным турниром Атанаса Голомеева в сборной Болгарии стал чемпионат Европы 1969 года. Принял участие в 2 матчах: против сборных Советского Союза и Швеции и набрал в этих играх 14 очков. Сборная Болгарии заняла итоговое 7-е место.