Nel giugno 2017 riceve la convocazione da parte del commissario tecnico tedesco Joachim Löw per disputare la Confederations Cup in Russia. In quest'ultimo torneo, concluso con la vittoria da parte dei tedeschi, si laurea capocannoniere, insieme ai connazionali Lars Stindl e Timo Werner, con tre gol: Goretzka segna una rete contro l'Australia nella fase a gruppi il 19 giugno e una doppietta, la sua prima con la nazionale, nella semifinale giocata contro il Messico il 29 giugno.