Endō bắt đầu thi đấu cho Đội tuyển bóng đá quốc gia Nhật Bản từ năm 2002 trong trận đấu giao hữu với Argentina. Không được chọn tham dự World Cup 2002 tổ chức tại quê nhà, anh đã có giải đấu lớn đầu tiên cùng đội tuyển Nhật Bản là Cúp bóng đá châu Á 2004, giải đấu mà Nhật Bản giành chức vô địch sau khi đánh bại Trung Quốc 3-1 trong trận chung kết. Tại Cúp bóng đá châu Á 2007, Endō có một bàn thắng, trong trận thắng đội tuyển Việt Nam 4-1 tại vòng bảng bằng một quả sút phạt trực tiếp. Anh có danh hiệu vô địch Cúp bóng đá châu Á lần thứ hai cùng đội tuyển Nhật Bản vào năm 2011.