Rüdiger kwam uit voor Duitsland –18, Duitsland –19 en Duitsland –20. Hij debuteerde in 2012 in Duitsland –21. Hij maakte op dinsdag 13 mei 2014 onder leiding van bondscoach Joachim Löw zijn debuut in het Duits voetbalelftal, in een oefeninterland tegen Polen (0–0), net als Christian Günter, Oliver Sorg, Shkodran Mustafi, Sebastian Rudy, Christoph Kramer, Leon Goretzka, André Hahn, Max Meyer, Maximilian Arnold, Kevin Volland en Sebastian Jung. Rüdiger werd door Löw in mei 2016 opgenomen in de selectie voor het EK 2016, maar haakte op 7 juni geblesseerd af. Rüdiger nam in juni 2017 met Duitsland deel aan de FIFA Confederations Cup 2017, die werd gewonnen door in de finale Chili te verslaan (1–0). Rüdiger maakte eveneens deel uit van de Duitse selectie die onder leiding van bondscoach Joachim Löw deelnam aan het WK 2018 in Rusland. Daar werd "Die Mannschaft" voortijdig uitgeschakeld. De ploeg strandde in de groepsfase, voor het eerst sinds het wereldkampioenschap 1938, na nederlagen tegen Mexico (0–1) en Zuid-Korea (0–2). In groep F werd alleen van Zweden (2–1) gewonnen. Rüdiger speelde als basisspeler mee in een van de drie groepswedstrijden.