Kramer speelde vijf duels voor Duitsland onder 19 en vier duels voor Duitsland onder 20, waarin hij eenmaal doel trof. Onder leiding van bondscoach Joachim Löw maakte hij zijn debuut in het Duits voetbalelftal op dinsdag 13 mei 2014 in de oefenwedstrijd tegen Polen (0–0).[2]
Op 2 juni werd Kramer door Löw opgenomen in de selectie voor het wereldkampioenschap voetbal in Brazilië.[3] Clubgenoot Granit Xhaka (Zwitserland) was ook actief op het toernooi. In de finale van dat toernooi, op zondag 13 juli 2014 tegen Argentinië, startte hij in de basis nadat Sami Khedira in de warming-up moest afhaken wegens een hamstringblessure. Na 32 minuten moest Kramer het veld weer verlaten na een botsing met Ezequiel Garay. Hij werd vervangen door André Schürrle, die in de verlenging de beslissende assist gaf op Mario Götze waardoor Duitsland voor de vierde keer in de geschiedenis de wereldtitel won.
Kramer speelde met Duitsland in de finale van het WK 2014 in Brazilië tegen Argentinië. Kramer maakte de wedstrijd echter niet vol doordat hij in de 17e minuut hard in botsing kwam met zijn tegenstander Ezequiel Garay. Kramer bleek een zware hersenschudding, waarbij mensen vaak last hebben van verwarring en desoriëntatie, te hebben.