Demirbay'ın Hoffenheim'daki etkili performansı sonrası Türkiye ve Almanya futbolcuyu bünyelerine dahil etme kararı aldı. Demirbay, 15 Mayıs 2017'de önce Türkiye forması giymek için resmi başvuruda bulunsa da iki gün sonra bu başvuruyu geri çekti ve Almanya millî futbol takımı giyeceğini açıkladı. Aynı gün Almanya millî futbol takımı da Demirbay'ın 2017 FIFA Konfederasyonlar Kupası kadrosuna dahil edildiğini kamuoyuna duyurdu.