Mikhailov est le recordman des sélections en équipe de Bulgarie avec 102 capes. Il était le capitaine des bulgares lorsque ceux-ci ont attaient à la surprise générale les demi-finales de la coupe du monde 1994, en éliminant notamment l' Allemagne.

Avec le Mundial 86 et la Mondial 98 en France, Mikhailov aura disputé trois coupes du monde avec la sélection bulgare.

Après sa carrière de joueur, Mikhailov a entamé une carrière de dirigeant. Il est actuellement président de la fédération bulgare de football.

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