Tras jugar dos partidos con la selección alemana sub-23 Schwarzenbeck debutó con la selección mayor de Alemania el 12 de junio de 1971 en Karlsruhe (victoria por 2-0 sobre Albania en un partido clasificatorio para la Eurocopa). Participó en dos Copas del Mundo y dos Eurocopas (Mundial 1974, Mundial 1978, Euro 1972 y Euro 1976).