Am 1. August 2021 wurde Flick Bundestrainer der deutschen Nationalmannschaft, die zuvor bei der Europameisterschaft 2021 im Achtelfinale ausgeschieden war. Er unterschrieb einen Vertrag bis Mitte 2024, der die Weltmeisterschaft 2022 in Katar sowie die Heim-Europameisterschaft 2024 umfasst, und folgte auf seinen ehemaligen Chef Joachim Löw, der seinen Rücktritt nach 15-jähriger Amtszeit bereits vor der EM bekannt gegeben hatte. Als weiterer Co-Trainer neben Marcus Sorg folgte ihm Danny Röhl vom FC Bayern zum DFB.