Za německou fotbalovou reprezentaci hrál 27krát, poprvé 5. října 1983 v kvalifikaci na Mistrovství Evropy 1984, kdy Německo porazilo Rakousko 3:0 v Gelsenkirchenu. Augenthaler se zúčastnil dvou mistrovství světa a stal se mistrem světa ve svém posledním mezinárodním zápase 8. července 1990 v Římě - proti Argentině 1:0. Za to obdržel – s celou jedenáctkou Mistrů světa - stříbrný vavřínový list, nejvyšší německé sportovní ocenění.