2018. augusztus 29-én ülhetett először le a kispadra a felnőtt válogatottban, de Joachim Löw nem küldte pályára a Franciaország elleni 2018–2019-es UEFA Nemzetek Ligája mérkőzésen. Szeptember 9-én Peru ellen mutatkozott be a 88. percben Timo Werner cseréjeként. Ő lett az első 1999-ben született labdarúgó, aki bemutatkozott a nemzeti csapat színeiben. 2019. október 9-én Argentína ellen megszerezte első felnőtt válogatott gólját. Október 13-án Svájc elleni 3–3-ra végződő Nemzetek Ligája találkozó 55. percében gólt szerzett. 2021. március 25-én az Izland elleni világbajnok selejtező mérkőzésen 3–0-ra nyertek és csapata második gólját szerezte meg. 2021. május 19-én bekerült a 2020-as labdarúgó-Európa-bajnokságra utazó 26 fős német keretbe. Június 19-én Portugália ellen az Európa-bajnokság csoportkörének második fordulójában 4–2-re nyertek és az 51. percben ő maga is a kapuba talált. Június 23-án Magyarország ellen a 66. percben Joshua Kimmich szabadrúgásánál Gulácsi Péter rosszul helyezkedett, így Mats Hummels fejjel továbbított, majd Havertz fél méterről a kapuba fejelt.