Участник молодёжного чемпионата мира 2007 года. Был членом олимпийской сборной, принимал участие в Олимпийских играх 2008 года. 24 мая 2008 года дебютировал в главной команде страны товарищеским матчем с командой Кот-д’Ивуара, завершившемся победой японцев со счётом 1:0. Кагава является основным в Сборной Японии, на его счету 78 матчей и 23 гола.