W latach 1993-1995 Hamann zaliczył 10 występów w reprezentacji swojego kraju U-21. W seniorskiej kadrze zadebiutował 17 listopada 1997 roku w wygranym 3:0 meczu z RPA, w 13. minucie tego meczu zdobył także swoją pierwszą bramkę. Rok później Berti Vogts powołał go na mundial. Na tym turnieju Niemcy dotarli do ćwierćfinału a sam Hamann zagrał we wszystkich pięciu spotkaniach. Dwa lata później Hamann znalazł się w kadrze na Euro. Na tej imprezie Niemcy zajęły 4. miejsce w swojej grupie i nie awansowały do fazy pucharowej. Hamann zagrał tylko jednym meczu (przegranym 3:0 z Portugalią). Niemiec wystąpił również we wszystkich meczach Mistrzostw Świata 2002, na których jego reprezentacja zajęła 2. miejsce. Ostatnim wielkim turniejem w jego karierze było Euro 2004. Na tych mistrzostwach zagrał w każdym meczu swojej drużyny, jednak Niemcy zajęły 3. miejsce w grupie D. W roku 2006 Hamann postanowił zakończyć swoją reprezentacyjną karierę. Łącznie w barwach narodowych wystąpił 59 razy oraz zdobył pięć bramek.