Smolentseva telah tampil di Olimpiade Musim Dingin 2002, 2006, 2010 dan 2014 dengan tim nasional Rusia. Dia memimpin tim Rusia dalam mencetak gol di tiga Kejuaraan Dunia berturut-turut (2007
, 2008 dan 2009). Selama turnamen 2009, ia mencatat enam poin hanya dalam tiga pertandingan.