Tras impresionar de buena manera durante los amistosos previos, en mayo Joachim Low le incluyó en la nómina de 23 jugadores que participarán en la Eurocopa 2008 a realizarse en Austria y Suiza. Low decidió romper el dúo ofensivo de Lukas Podolski y Miroslav Klose, mandando a Podolski hacia la izquierda en reemplazo de Bastian Schweinsteiger, permitiendo a Gómez jugar junto a Klose en delantera. Sin embargo, en la victoria por 2-0 sobre y en la derrota por 2-1 frente a no fue capaz de repetir sus actuaciones llevadas a cabo en su club, desperdiciando claras ocasiones de gol, incluyendo una en el partido crucial frente al local Austria en el último partido de la fase de grupos, siendo bastante criticado por los medios alemanes y por varios fanáticos de la "Mannschaft". Finalmente lograrían vencer a Austria con un gol de tiro libre de Michael Ballack, logrando clasificar a cuartos de final tras terminar en el segundo lugar del grupo B con 6 puntos. Luego de haber disputado de titular los 3 partidos de la fase de grupos, Gómez salió de la alineación titular para dar paso a la asociación entre Podolski y Klose. Tras ser suplente en las victorias en cuartos de final sobre por 2-3 y en semifinales por 3-2 sobre , el 29 de junio jugó en la final tras ingresar a los 78 minutos en lugar de Miroslav Klose, pero no pudo evitar que Alemania fuera derrotada por 1-0 por .