Selepas bertahun-bertahun bermain untuk skuad remaja, Gündoğan akhirnya menerima panggilan pertaam oleh pasukan kebangsaan Jerman pada Ogos 2011 untuk perlawanan persahabatan menentang Brazil tetapi tidak layak bermain. Beliau membuat debut untuk Jerman pada 11 Oktober menentang Belgium pada perlawanan kelayakan Euro 2012. Beliau menggantikan Philipp Lahm pada enam minit terakhir.

Pada Mei 2012, beliau dipilih oleh pengurus Joachim Löw ke dalam skuad Jerman UEFA Euro 2012 dan diberika jersi nombor 2. Skuad Jerman berjaya melangkah ke separuh akhir namun beliau tidak membuat sebarang penampilan di kejohanan tersebut.

Pada 26 Mac 2013, Gündoğan menjaringkan gol pertamanya untuk Jerman semasa perlawanan kelayakan Piala Dunia FIFA 2014 menentang Kazakhstan. Gol kedua beliau hadir pada 14 Ogos semasa Jerman bangkit ketinggalan 2-0 untuk seri 3-3 semasa menentang Paraguay. Walau bagaimanapun, beliau terpaksa dikeluarkan kerana mengalami kecederaan dan direhatkan dengan jangka masa lama.

Gol antarabangsa