Dopo aver ottenuto 6 presenze con la nazionale Under-23 di calcio del Giappone, ha debuttato nella nazionale maggiore l'11 febbraio 2006 nell'amichevole persa per 3-2 contro gli Stati Uniti. In un'amichevole contro il Costa d'Avorio fornisce l'assist vincente con cui il suo compagno di squadra Keiji Tamada segna la rete del 1-0 aggiudicandosi la vittoria. Segnerà il suo primo gol in nazionale nella vittoria per 4-0 contro Hong Kong. È stato un giocatore importante per la sua nazione e ha partecipato ai Mondiali 2010 giocando tutte e quattro le partite. Si rivelerà determinante nella storica vittoria contro l'Argentina in amichevole, dato che dal suo tiro è nato il "tap-in" vincente con cui Shinji Okazaki ha segnato la rete del 1-0. Vincerà la Coppa d'Asia 2011 segnando un gol nella vittoria per 2-1 battendo la Siria. Viene convocato alla Confederations Cup 2013 giocando due partite su tre. Prenderà nuovamente parte alla coppa del mondo, quella del Mondiale 2014 giocando tutte e tre le partite, inoltre verrà convocato per partecipare nuovamente al campionato continentale, la Coppa d'Asia 2015, nella partita contro gli Emirati Arabi Uniti finita in pareggio per 1-1 il Giappone perderà per 5-4 ai rigori benché Hasabe fosse stato capace di segnare dal dischetto. Ha partecipato anche per il Mondiali 2018, dove ha giocato tutte e 4 le partite della squadra che sorprendentemente si è qualificata agli ottavi di finale dove ha perso per 3-2 all'ultimo minuto di recupero contro il Belgio per 3-2 dopo essere stata avanti di 2 gol. Al termine della manifestazione giocata in Russia Hasebe annuncia il ritiro dalla nazionale.