За два роки став учасником фінальної частини Євро-2016. У першому матчі німців на турнірі — грі групового етапу проти збірної України — забив свій перший гол у формі національної збірної, відкривши рахунок зустрічі, в якій його команда врешті-решт перемогла з рахунком 2:0. Другою і останньою грою Мустафі на турнірі став півфінальний матч проти господарів, збірної Франції, який його команда програла 0:2.