Дебютный матч Антона Карпухова за национальную сборную под руководством Сергея Шляпникова состоялся 25 мая 2018 года в польском городе Катовице в матче против сборной Канады. На большей части предварительного этапа Лиги наций он уверенно заменил в стартовом составе травмированного капитана Дмитрия Волкова, а затем выступил в «Финале шести», который завершился победой сборной России. В том же году Карпухов входил в расширенный состав сборной на чемпионат мира, но в период подготовки к мировому первенству на одной из тренировок получил травму колена.