Tsvetan Veselinov reçoit six sélections en équipe de Bulgarie entre 1968 et 1971, inscrivant deux buts[5].
Il joue son premier match en équipe nationale le , en amical contre le Ghana. La Bulgarie s'impose largement 10 buts à 0 dans la ville de León[5].
Il participe aux Jeux olympiques d'été de 1968 organisés au Mexique. Il joue trois matchs lors du tournoi olympique. Il marque un but contre le pays organisateur, puis inscrit le seul but de son équipe lors de la finale disputée contre la Hongrie (défaite 4-1)[5].
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