2017. június 6-án mutatkozott be a német labdarúgó-válogatottban a dán labdarúgó-válogatott ellen 1–1-s döntetlennel végződő találkozón, a 67. percben váltotta őt Julian Brandt. Négy nappal később a san Marinó-i labdarúgó-válogatott elleni 2018-as labdarúgó-világbajnokság-selejtező mérkőzésén mesterhármast szerzett a 7–0-s német győzelemmel záruló találkozón. Wagner ezzel a Hoffenheim történetének első játékosa, aki gólt tudott szerezni a német válogatottban. Bekerült a 2017-es konföderációs kupára utazó keretbe. A tornán a csoport első mérkőzésén az ausztrál labdarúgó-válogatott ellen lépett pályára kezdőként, majd az 57. percben Timo Werner váltotta. A tornát aranyérmesként fejezték be, miután a döntőben Lars Stindl góljával 1–0-ra nyertek.