Mittag esiintyi ensimmäisen kerran Saksan maajoukkueessa 18-vuotiaana maaliskuussa 2004. Hän on voittanut maailmanmestaruuden vuonna 2007 sekä Euroopan-mestaruuden vuosina 2005, 2009 ja 2013. Hän teki vuoden 2013 EM-kisojen loppuottelun ainoan maalin. Mittag saavutti olympiapronssia vuonna 2008. Vuoden 2015 MM-kisoissa hän teki viisi maalia. Hän voitti olympiakultaa Rio de Janeiron olympialaisissa 2016. Vuonna 2004 hän oli voittamassa alle 19-vuotiaitten maailmanmestaruutta.