Kolev vant en olympisk bronsemedalje i fotball under Sommer-OL 1956 i Melbourne. Han var med på det bulgarske laget som kom på tredjeplass i fotballturneringen bak Sovjetunionen og Jugoslavia. Bulgaria vant kvartfinalen med 6–1 over Storbritannia men tapte semifinalen mot Sovjetunionen med 1–2. I bronsefinalen mot India vant de med 3–0. Kolev spilte tre kamper og scoret to mål i turneringen.