Sein Debüt im Nationaltrikot gab er am 10. November 2016 in Berlin beim 1:0-Sieg der U21-Nationalmannschaft gegen die Auswahl der Türkei. Der Auswahltrainer Stefan Kuntz berief ihn in den Kader für die U21-Europameisterschaft 2017 und ernannte ihn vor Marvin Schwäbe und Odisseas Vlachodimos zum Stammtorhüter. Im Halbfinalspiel gegen England hielt Pollersbeck im Elfmeterschießen nach Ablauf der regulären Spielzeit (und Verlängerung) zwei Strafstöße und trug damit entscheidend zum Einzug des deutschen Teams in das Finale des Turniers bei. Nach dem Finaltriumph über Spanien wurde er außerdem zum besten Torhüter des Turniers gewählt.