Boateng đã cơ hội thi đấu lần lượt cho đội tuyển U-16, U-17 và U-19 Đức. Ngày 5 tháng 7]] năm 2007, anh được huấn luyện viên Frank Engel triệu tập vào đội tuyển U-19 Đức tham dự Giải vô địch bóng đá U-19 châu Âu 2007[10] tổ chức tại Áo, từ 16 tháng 7 đến 27 tháng 7.[11]

Hai năm sau, Boateng tiếp tục góp mặt tại Giải vô địch bóng đá U-19 châu Âu 2009 và cùng đội U-19 Đức giành chức vô địch. Nhờ thành tích này, anh đã được triệu tập vào đội tuyển Đức chuẩn bị cho các trận đấu tại vòng loại World Cup 2010 với Nga và Phần Lan. Anh có trận ra mắt cho đội tuyển Đức vào ngày 10 tháng 10 năm 2009 gặp Nga và bị đuổi khỏi sân ở phút 70 sau khi phải nhận 2 thẻ vàng.[12]

World Cup 2010

Boateng đã được huấn luyện viên Joachim Löw chọn vào danh sách 23 cầu thủ Đức tham dự World Cup 2010 tại Nam Phi.[13] Ngày 23 tháng 6 năm 2010, Boateng đã có cuộc đối đầu với người anh trai Kevin-Prince Boateng đang thi đấu cho Ghana và trận đấu đã kết thúc với tỉ số 1-0 nghiêng về Đức.[14] Đây là lần đầu tiên trong lịch sử World Cup hai anh em ruột chơi cho hai đội tuyển quốc gia khác nhau đối đầu với nhau.[15]

Boateng đã tiếp tục có mặt trong hai chiến thắng tại vòng 2 và vòng tứ kết với Anh và Argentina.[16][17] Tại trận bán kết với Tây Ban Nha, anh đã phải rời sân ở phút 52 nhường chỗ cho Marcell Jansen.[18] Boateng đã cùng đội tuyển Đức giành huy chương đồng World Cup 2010 sau khi đánh bại Uruguay 3-2, trận đấu mà anh đã thi đấu trọn vẹn 90 phút.[19]

Vào năm 2012, Boateng cùng đội tuyển Đức vào đến bán kết Euro 2012 và bị loại ở bán kết bởi đội tuyển Ý.

World Cup 2014

Boateng và người anh trai lại có dịp tái ngộ sau bốn năm khi Đức và Ghana lần nữa chạm trán nhau tại vòng bảng World Cup 2014 với kết quả 2-2.[20] Anh đã ra sân trong cả bảy trận đấu của đội tuyển Đức tại giải đấu này và giành được chức vô địch thế giới sau chiến thắng 1-0 trước Argentina trong trận chung kết World Cup 2014.[21] Trong trận chung kết này, nhiều tờ báo đã đánh giá anh là cầu thủ xuất sắc nhất trận đấu với nhiều pha tắc bóng và phá bóng cũng như tỷ lệ chuyền chính xác cao, làm vô hiệu hóa các mũi tấn công của Argentina.[22][23][24]

Euro 2016

Jérôme Boateng tiếp tục có tên trong danh sách đội tuyển Đức tham dự Euro 2016 tổ chức trên đất Pháp, ở giải đấu này, anh chỉ có được một bàn thắng trong chiến thắng 3-0 trước Slovakia.

World Cup 2018

Anh tiếp tục được triệu tập tham dự World Cup 2018 diễn ra tại Nga, tuy nhiên đội tuyển Đức trở thành nhà cựu vô địch sau khi thất bại 0-2 trước Hàn Quốc ở lượt trận cuối vòng bảng, trận đấu mà Boateng không được đá chính do đã nhận 1 thẻ đỏ.