De Bruyne trở thành thành viên thường xuyên của đội tuyển Bỉ trong chiến dịch vòng loại FIFA World Cup 2014, nơi anh ghi bốn bàn khi Quỷ đỏ đủ điều kiện tham dự giải đấu lớn đầu tiên sau 12 năm.

Vào ngày 13 tháng 5 năm 2014, anh có tên trong đội hình của Bỉ cho FIFA World Cup 2014. Trong trận đấu đầu tiên của họ tại giải đấu, gặp Algeria ở Belo Horizonte, De Bruyne đã hỗ trợ gỡ hòa cho Marouane Fellaini và được bầu là cầu thủ xuất sắc nhất trận. Ở vòng 16 đội, De Bruyne đã ghi bàn thắng mở tỷ số của Bỉ ở phút thứ ba của hiệp phụ khi họ đánh bại Hoa Kỳ 2-1.

De Bruyne đã ghi hai bàn trong 6 trận đấu của Andorra tại vòng loại UEFA Euro 2016, bằng với chiến thắng kỷ lục của đội trong vòng loại châu Âu được thiết lập vào năm 1986. Vào ngày 3 tháng 9 năm 2015, De Bruyne đã ghi bàn trong chiến thắng 3-1 trước Bosnia và Herzegovina. Vào ngày 10 tháng 10 năm 2015, De Bruyne đã ghi bàn trong chiến thắng 4-1 trước Andorra, nơi đảm bảo vị trí của Bỉ tại UEFA Euro 2016. Ba ngày sau, anh ghi bàn trong chiến thắng 3-1 trước Israel, đảm bảo vị trí hàng đầu của Bỉ trong bảng. Vào ngày 31 tháng 5 năm 2016, De Bruyne đã được chọn vào đội hình 23 người cuối cùng của đội tuyển Bỉ cho chiến dịch UEFA Euro 2016. [129] Vào ngày 18 tháng 6 năm 2016, De Bruyne đã được khen ngợi vì màn trình diễn trong chiến thắng 3-0 của Bỉ trước Cộng hòa Ireland. Vào ngày 26 tháng 6 năm 2016, De Bruyne đã được BBC bầu chọn là cẩu thủ xuất sắc nhất trận cho màn trình diễn của anh ấy trong chiến thắng 4-0 trước Hungary ở vòng 16 đội, nơi anh ấy đã cung cấp hai pha kiến ​​tạo.

De Bruyne đã được chọn vào đội hình 23 người cuối cùng của Bỉ cho chiến dịch FIFA World Cup 2018. Vào ngày 18 tháng 6, trong trận mở màn với Panama, De Bruyne đã có pha kiến tạo đẳng cấp cho Romelu Lukaku trong chiến thắng 3-0. Vào ngày 6 tháng 7, anh đã ghi bàn thắng thứ hai từ một cú sút xa sấm sét trong chiến thắng 2-1 trước Brazil ở vòng tứ kết và được công nhận là cầu thủ xuất sắc nhất trận đấu đó. Tuy nhiên ở bán kết, Bỉ đã bị đánh bại 1-0 bởi nhà vô địch của giải là Pháp. Vào ngày 14 tháng 7, Bỉ đã đánh bại đội tuyển Anh 2-0 trong trận play-off tranh hạng ba.