Kroos bëri debutimin e tij me kombëtaren në vitin 2010 dhe ishte pjestar i skuadrës që arriti gjysmë-finalet e Kupës së Botës 2010 dhe UEFA Euro 2012. Ai ishte gjithashtu pjestar i skuadrës që fitoi Kupën e Botës 2014, duke u bërë i pari (dhe i vetmi) lojtar i lindur në Gjermaninë Perëndimore që fiton kompedicionin.