Został powołany na rozgrywane w Szwecji Mistrzostwa Europy 1992, podczas których wystąpił w trzech spotkaniach grupowych z Danią, Francją i gospodarzami turnieju Szwecją.
Po tym turnieju Palmer zagrał m.in. w 8 spotkaniach eliminacyjnych do Mistrzostw Świata 1994 (jedna bramka), na które Anglicy ostatecznie nie awansowali. Po raz ostatni w drużynie narodowej Palmer zagrał 13 października 1993 w meczu przeciwko reprezentacji Holandii, przegranym 0:2. Łącznie Carlton Palmer w latach 1992–1993 wystąpił w 18 spotkaniach reprezentacji Anglii, w których strzelił jedną bramkę.
Mecze i gole w reprezentacji#DataMiastoPrzeciwnikGolWynikRozgrywki1.29.04.1992Moskwa2:2towarzyski2.12.05.1992Budapeszt1:0towarzyski3.17.05.1992Londyn1:1towarzyski4.03.06.1992Helsinki2:1towarzyski5.11.06.1992Malmö0:0ME 19926.14.06.1992Malmö0:0ME 19927.17.06.1992Solna1:2ME 19928.09.09.1992Santander0:1towarzyski9.14.10.1992Londyn1:1El. MŚ 199410.18.11.1992Londyn4:0El. MŚ 199411.17.02.1993Londyn6:0El. MŚ 199412.31.03.1993Izmir2:0El. MŚ 199413.28.04.1993Londyn2:2El. MŚ 199414.29.05.1993Chorzów1:1El. MŚ 199415.02.06.1993Oslo2:0El. MŚ 199416.09.06.1993Foxborough0:2Puchar USA 199317.13.06.1993Waszyngton1:1Puchar USA 199318.13.10.1993Rotterdam0:2El.