Хедира был вызван в составе сборной Германии на Евро 2016. Хедира полностью провёл первые два матча против Украины (2:0) и Польши (0:0), а в матче против Северной Ирландии (1:0) сыграл 69 минут. В матче 1/8 финала против Словакии (3:0) сыграл 76 минут. В четвертьфинале против сборной Италии Хедира получил травму после стыка с Джорджо Кьеллини и был заменён уже на 16-й минуте. После этого Хедира был исключён из состава сборной, больше не сыграв на турнире.