Am 8. Mai 2014 wurde Khedira trotz seiner langen Verletzung von Bundestrainer Joachim Löw in den Kader der Weltmeisterschaft 2014 berufen. Im zweiten Gruppenspiel gegen Ghana zog er sich eine Knie-Innenbandzerrung zu, wegen der er in der abschließenden Partie der Gruppe G gegen die USA pausierte. Beim 7:1-Halbfinalsieg gegen Brasilien erzielte Khedira in der 29. Spielminute den Treffer zum 5:0, nachdem er schon das 4:0 vorbereitet hatte. Nachdem er bereits für die offizielle Startaufstellung gemeldet war, verletzte sich Khedira beim Aufwärmen vor dem WM-Finale gegen Argentinien, das die deutsche Mannschaft mit 1:0 nach Verlängerung gewann und damit Weltmeister wurde.