Götze foi convocado pela Seleção Alemã para a UEFA Euro 2012 que foi realizado na Polônia e Ucrânia, mas só jogou uma partida em 22 de junho de 2012 no jogo contra a Grécia no Arena Gdańsk na Polônia nas quartas-de-final, começou o jogo na reserva e aos 80 minutos no segundo tempo entrou no lugar de Marco Reus, em seu pouco tempo que esteve em campo conseguiu criar algumas jogadas de perigo terminando assim o jogo 4-2 para a Seleção Alemã.