Leon Goretzka reprezentoval Německo v mládežnických kategoriích U16, U17, U19, a U21. Zúčastnil se Mistrovství Evropy hráčů do 17 let 2012 ve Slovinsku, kde Německo prohrálo ve finále s Nizozemskem v penaltovém rozstřelu. Na tomto turnaji byl kapitánem a vstřelil dvě branky (v semifinále s Polskem vítězný gól a ve finále s Nizozemskem).