In nazionale, fu tra i protagonisti della vittoria all'europeo del 1972, manifestazione in cui giocò da titolare la maggior parte delle partite segnando un gol nella fase di qualificazione ed un altro su rigore nella partita di andata dei quarti di finale, giocata a Londra contro la rappresentativa inglese. Netzer scese in campo da titolare anche nella semifinale contro i padroni di casa del Belgio e nella finale contro l'Unione Sovietica, battuta 3-0, contribuendo in maniera decisiva alla conquista del titolo. A coronamento delle sue ottime prestazioni nel torneo, Netzer raggiunse il secondo posto nella classifica del Pallone d'Oro del 1972, dietro al suo compagno di squadra e capitano in nazionale Beckenbauer.