Fünf Monate nach seinem Wechsel zum FC Chelsea zählte Cahill zum Stammpersonal von Nationaltrainer Roy Hodgson. Er war auch im ursprünglichen 23-Mann-Kader Englands für die Euro 2012 vertreten, aber nach einer Kollision mit Torhüter Joe Hart brach er sich im letzten Vorbereitungsspiel den Kiefer und musste seine Teilnahme am Turnier absagen. Nach der Europameisterschaft spielte sich Cahill bei der anschließenden WM-Qualifikation weiter in die Stammformation und bildete zumeist mit Phil Jagielka vom FC Everton das Abwehrzentrum. Vor allem seine Leistung beim wichtigen 0:0 gegen die Ukraine in Kiew, als er zum „Man of the Match“ gewählt wurde, festigte seine diesbezügliche Stellung. Im Mai 2014 berief ihn Hodgson in den Kader für die WM-Endrunde 2014 in Brasilien. Gary Cahill kam im ersten Spiel gegen Italien und im zweiten gegen Uruguay zum Einsatz. Das erste Spiel verlor England mit 1:2 gegen Italien und auch das zweite Spiel gegen Uruguay ging mit 1:2 verloren. Gary Cahill spielte dabei in allen zwei Spielen durch. Nachdem Costa Rica nach dem 3:1-Sieg gegen Uruguay auch ihr zweites Spiel gegen Italien mit 1:0 gewannen errangen die „Ticos“ den Gruppensieg während England ausgeschieden war. Auch im dritten unbedeutenden Spiel kam Cahill zum Einsatz und auch hier spielte er durch.