Hamann chơi cho đội U-21 Đức trước khi có trận ra mắt quốc tế trong trận giao hữu với Nam Phi vào tháng 11 năm 1997.[16] Trong chiến dịch vòng loại giải vô địch bóng đá châu Âu 2000, anh là một nhân tố quan trọng trong đội hình tuyển Đức. Anh chơi tất cả các trận của đội tại vòng chung kết khi họ bị loại ở vòng một. Anh là người cuối cùng ghi bàn ở sân vận động Wembley cũ trước khi bị dỡ bỏ,[17] khi Hamann ghi bàn quyết định trong trận đấu thuộc vòng loại giải bóng đá vô địch thế giới 2002 của Đức trước Anh vào tháng 10 năm 2000.[18]

Sau màn trình diễn ấn tượng trong trận chung kết Champions League 2005, Hamann được triệu tập vào đội tuyển Đức bởi huấn luyện viên mới Jürgen Klinsmann. Sau khi không được lựa chọn tham dự giải bóng đá vô địch thế giới 2006 cùng tuyển Đức, anh chính thức quyết định giã từ sự nghiệp bóng đá quốc tế.[19]