Michajlow ist seit 2005 Stammtorwart der bulgarischen U-21-Nationalmannschaft. Er spielte bisher für die U-21-Mannschaft 14 Spiele und schoss dabei ein Tor. Für die bulgarische A-Nationalmannschaft debütierte er 2006 gegen Schottland, das Spiel wurde 1:5 verloren. Dann stand er zwei Spiele in der Weltmeisterschaft Qualifikation 2010 zwischen den Pfosten. Bei der Europameisterschaft Qualifikation 2012 ist er momentan die Nummer eins im Tor und absolvierte bislang alle Spiele.