Da vant fotball-EM 1992, var Povlsens rykte på vei oppover. Han spilte alle fem kampene for Danmark i turneringen, og scoret en gang i semi-finalen mot , etter en intens nervekamp mot den nederlandske målvakten Hans van Breukelen, Povlsens tidligere lagkamerat i PSV. Han var en fast spiller for det danske landslaget fra sin debut, og frem til han la opp. Han scoret 21 mål på sine 62 landskamper for Danmark, og spilte både under fotball-EM 1988 og fotball-EM 1992. En kneskade satte en stopper for landslagskarrieren i mars 1995.