Kagawa byl součástí reprezentace Japonska do 20 let, které v roce 2007 dosáhlo mistrovství světa pořádané Kanadou. Poprvé nastoupil ke třetímu zápasu ve skupinové fázi s Nigérií, které skončilo remízou 0–0. Hrál obránce v základní sestavě a byl vystřídán v 78. minutě spoluhráčem Jósukem Kašiwagim. Druhým a zároveň posledním utkáním pro Kagawu i celou reprezentaci bylo osmifinálové klání s Českou republikou. Kagawa začínal na lavičce a do zápasu vkročil až ve 110. minutě, jelikož po základní hrací době byl stav nerozhodně 2–2 a prodlužovalo se. Ani v prodloužení gól nepadl a rozhodovaly penalty. Úspěšnější byl český tým a Japonci opustili turnaj.