Артём Фатахов дебютировал 12 ноября 2005 в поединке сборной России против сборной Чехии. Единственную попытку занёс 12 мая 2011 в игре против сборной Украины. В составе сборной России участвовал в чемпионате мира в Новой Зеландии в 2011 году, сыграв все четыре матча. По его мнению, на том турнире сборная России, игравшая исключительно на характере, сыграла во всех матчах, кроме игры со сборной США, вполне достойно.