Onder andere vanwege zijn goede spel bij Ajax kreeg hij steeds meer kansen bij de nationale ploeg. In de aanloop naar het EK 2008 in Oostenrijk en Zwitserland speelde hij verschillende wedstrijden maar hij bleef tweede keeper. Ook tijdens het toernooi zelf was dat het geval. Nadat Nederland zich al had geplaatst voor de kwartfinale, werden er in de wedstrijd tegen Roemenië een aantal spelers gespaard. Zo kon Stekelenburg zijn debuut maken op een eindronde voor het Nederlands elftal.