A magyar válogatottban Lothar Matthäus kapitánysága alatt 2005. május 31-én, Franciaország ellen debütált, a címeres mezt 24 alkalommal húzhatta magára. 

A labdarúgónál 2013 júniusában rákbetegséget diagnosztizáltak, ezt követően megműtötték, és kemoterápiás kezelésre járt.

Betegsége úgy derült ki, hogy még 2013 februárjában szúró fájdalmat érzett a karjában, miután egy edzésen karon találta egy lövés. Azt a napot kihagyta, ám a következő négy mérkőzésen már pályára lépett, és nyert is a csapat. Ám az utolsón már annyira fájt a bal karja, hogy nem tudta folytatni. Fülöp Mártont hazatérése után előbb konzervatív kezeléseknek vetették alá, ám ezek nem vezettek eredményre. Majd megműtötték, kioperáltak egy izmot a karjából, mely a középső ujját mozgatta. Csak később derült fény arra, hogy daganatról van szó...

Marci 2014 februárjában, a kezelés lejártával még biztatóan nyilatkozott a pályára való visszatéréséről.

Azonban hosszan tartó betegséget követően csütörtök hajnalban végül alulmaradt a küzdelemben. Fülöp Márton 32 éves korában végleg elhagyta a pályát.