Il 12 giugno 2016 iniziò l'europeo per la Germania, che esordì nel torneo battendo per 2-0 l' (partita nella quale, peraltro, la Germania sfiorò un clamoroso autogol per una sfortunata deviazione di Jérôme Boateng, che salvò la porta di Manuel Neuer sulla linea). Nella seconda sfida la squadra di Löw affrontò la , avversaria già nel girone di qualificazione. La partita finì a reti bianche. La Germania concluse il proprio girone con la vittoria per 1-0 ai danni del . Superata agevolmente la per 3-0 negli ottavi di finale (reti di Boateng, Draxler e Gomez), la Germania si ritrovò ai quarti di finale di fronte l', sua storica rivale, e per la prima volta la eliminò da una grande competizione internazionale, anche se solo ai tiri di rigore (6-5 dopo che i tempi supplementari si erano conclusi sul punteggio di 1-1, frutto del gol di Mesut Özil e del rigore trasformato in rete da Leonardo Bonucci). Il percorso dei tedeschi verso la Coppa d'Europa si arrestò, come quattro anni prima, in semifinale, a causa della sconfitta per 2-0 contro i padroni di casa della (doppietta di Antoine Griezmann). Dopo il campionato europeo lasciarono la nazionale tedesca anche Bastian Schweinsteiger e Lukas Podolski.