Отец Евгения, Владимир Анатольевич, сам когда-то играл в хоккей и уже в три года поставил сына на коньки. Первым тренером будущей звезды в хоккейной школе магнитогорского «Металлурга» был Юрий Тукасеров. В возрасте 8 лет тренером Евгения стал Сергей Зинов. До пятнадцатилетнего возраста не все специалисты могли разглядеть потенциал юного хоккеиста — одно время его даже не брали в юношескую сборную уральского региона. Однако своей целеустремленностью и работоспособностью хоккеист доказал своё право находиться в юниорской и молодёжной сборных России. В 2004 году на юношеском чемпионате мира (игроки не старше 18 лет) в Минске в составе российской сборной Евгений становится чемпионом мира. На молодёжном чемпионате мира (игроки не старше 20 лет) его успехи чуть скромнее: 5-е место на чемпионате мира 2004 года (где он был самым молодым хоккеистом в составе российской команды) и два серебра на чемпионатах мира 2005 и 2006 годов, проходивших соответственно в США и Канаде.
Свое первое выступление в свитере сборной России Малкин провел на юниорском чемпионате мира 2003 в Ярославле, где набрал 9 очков в 6 матчах и выиграл бронзу. На следующий год в Минске становится чемпионом, а через несколько месяцев его приглашают в молодежную сборную на чемпионат мира. На молодежных чемпионатах мира 2005 и 2006 выигрывает серебро. На уровне взрослой сборной России по хоккею Евгений Малкин дебютировал в финале розыгрыша Евротура сезона 2004/2005. В первом же матче против сборной Швеции в Стокгольме он, с передачи Александра Овечкина, забил победный гол. Вместе со сборной России Евгений дважды становился победителем хоккейного Евротура — в сезонах 2004/2005 и 2005/2006. 18 мая 2010 года провел 50-й матч в составе сборной России. Евгений Малкин участвовал в пяти чемпионатах мира — 2005 года в Австрии (где стал обладателем бронзовой медали), 2006 года в Латвии, 2007 года в России (где стал двукратным бронзовым призёром чемпионатов мира), 2010 года в Германии, завоевав серебро.
На чемпионате мира 2012 года Малкин завоевал золотую медаль и был признан самым ценным игроком турнира. На этом чемпионате мира Евгений стал главной ударной силой российской команды. Играя в одном звене с нападающими «Авангарда» Александром Пережогиным и Александром Поповым, Малкин в 10 матчах забросил 11 шайб и сделал 8 передач, а также оформил 2 хет-трика: в матче со шведами в группе (7:3) и в полуфинале с финнами (6:2). По ходу каждого из этих матчей сборная России уступала в счете сопернику, но Евгений забивал шайбы, сокращающие разрыв в счете и выводящие команду вперед. Малкин отметился голом и в финальном матче со сборной Словакии, установив окончательный счёт матча — 6:2.
Также в составе сборной России Малкин принимал участие на трёх зимних Олимпийских играх: в 2006 в Турине, в 2010 в Ванкувере и в 2014 в Сочи.