В сборной ФРГ Штилике выступал с 1975 по 1984 год, проведя 42 матча и забив 3 мяча. С командой он выиграл чемпионат Европы в 1980 году, серебряные медали чемпионата мира 1982 года, в полуфинале которого Штилике стал единственным немцем, не забившим в серии послематчевых пенальти. На чемпионат мира в 1978 году Штилике не поехал, из-за указания немецкого футбольного союза не брать игроков, выступающих вне Бундеслиги. Последний матч за сборную Штилике провёл в сентябре 1984 года против команды Аргентины, которая стала дебютом Франца Беккенбауэра на посту тренера сборной, игра завершилась поражением ФРГ 1:2.