Kariera reprezentacyjna Reprezentacje młodzieżowe 17 stycznia 2018 został powołany do reprezentacji Rosji U-21. Na zgrupowaniu w Hiszpanii wystąpił w dwóch spotkaniach – wygranym 5:0 z Tianjin Teda i przegranym 0:2 z Videotonem. 7 września 2018 zagrał w zremisowanym 1:1 meczu z Egiptem, a cztery dni później w przegranym 1:2 spotkaniu z Serbią. Rossijskij futbolnyj sojuz uznaje za oficjalne jedynie dwa ostatnie spotkania. Seniorska reprezentacja thumb|left|Sobolew podczas meczu z Finlandią na Euro 2020 W październiku 2019 roku został powołany do dorosłej reprezentacji na mecze eliminacji do Euro 2020 ze Szkocją i Cyprem w miejsce kontuzjowanego Fiodora Smołowa. Zadebiutował w kadrze 8 października 2020 w przegranym 1:2 meczu towarzyskim ze Szwecją, w którym strzelił gola. Swój drugi mecz w reprezentacji rozegrał sześć dni później z Węgrami (0:0). 12 listopada 2020 zagrał w bezbramkowym starciu z Mołdawią. Drugiego gola w reprezentacji strzelił 24 marca 2021 w wygranym 3:1 spotkaniu z Maltą. Sześć dni później wystąpił w przegranym 1:2 meczu ze Słowacją.