Sehr große Erfolge hatte Josef Horešovský auch bei internationalen Titelkämpfen. Mit der tschechoslowakischen Herrenauswahl gewann er zwei Medaillen bei Olympischen Winterspielen und fünf Medaillen bei Weltmeisterschaften. Seine erste Berufung in das Nationalteam erhielt er für die Eishockey-Weltmeisterschaft 1968 und nahm ab diesem Zeitpunkt jährlich an der Weltmeisterschaft teil. Im selben Jahr wurde er in den Kader für die Olympischen Winterspiele 1968 berufen und gewann die Silbermedaille. 1972 folgte eine weitere Olympiateilnahme, bei der er mit der ČSSR-Auswahl die Bronzemedaille gewann. Im Nationaltrikot erzielte er in 152 Länderspielen 23 Tore für die Tschechoslowakei.