Ji žaidė Rusijos nacionalinėje komandoje nuo jaunesnių amžiaus kategorijų ir laimėjo jaunimo pasaulio čempionatą 2008 m. Be to, ji buvo pavadinta turnyro MVP. Khmyrova debiutavo 2008 m. Europos čempionate.
, kur ji surinko bronzinį medalią. Kitąmet Pasaulio čempionate Tatjana dalyvavo aukso medalių laimėjusioje komandoje, o 2010 m. Europos čempionate - septintoje vietoje. Ji dalyvavo 2011 m. Pasaulio moterų rankinio krepšinio čempionate Brazilijoje, kur Rusijos komanda užėmė 6 vietą, ir 2012 m. Vasaros olimpinėse žaidynėse, kur rusų komanda užėmė 8 vietą.