Il CT Joachim Löw ha inserito Musiala nella rosa della nazionale che partecipa agli Europei 2020. Esordisce nel campionato europeo nel corso della terza giornata della fase a gironi contro l'Ungheria subentrando all'82º minuto a Robin Gosens e prendendo parte all'azione del definitivo 2-2 firmato da Leon Goretzka che consente alla Mannschaft di accedere agli Ottavi di finale. All'età di 18 anni e 117 giorni, Musiala è diventato così il giocatore più giovane ad aver mai giocato con la nazionale tedesca in un Europeo o in un Mondiale.