Gosens pelasi Saksan maajoukkueessa ensimmäisen kerran syyskuussa 2020 Kansojen liigan otteluissa Espanjaa ja Sveitsiä vastaan kieltäydyttään ensin kutsusta Alankomaiden maajoukkueeseen. Hän on pelannut kesäkuun 28. päivään 2021 mennessä kymmenen maaottelua. Ensimmäisen maajoukkuemaalinsa hän teki kesäkuussa 2021 ystävyysottelussa Latviaa vastaan Saksan voittaessa 7–1. Toisen maalinsa hän teki vajaat kaksi viikkoa myöhemmin EM-kilpailujen toisessa alkulohko-ottelussa Portugalia vastaan.