7 września 2013 w zwycięskim spotkaniu 3-0 z Austrią eliminacji do mistrzostw świata wpisał się na listę strzelców i tym samym wyrównał rekord Gerda Müllera wynoszący 68 bramek. 21 czerwca 2014 na mistrzostwach świata w Brazylii podczas meczu Niemcy – Ghana wyrównał rekord strzelonych bramek na MŚ należący do Brazylijczyka Ronaldo de Limy. 8 lipca 2014 podczas meczu Niemcy – Brazylia strzelił bramkę, zostając samodzielnym rekordzistą strzelonych bramek na mistrzostwach świata (16 bramek). Była to ostatnia bramka Klose dla Niemiec.