Schweinsteiger a rejoint la sélection allemande des moins de 21 ans en février 2004 et s'est distingué en inscrivant un but dans une rencontre amicale contre la Suisse.
Retenu pour le championnat européen de l'UEFA des moins de 21 ans, il marque de nouveau et s'affirme progressivement aux yeux de Rudi Völler, entraîneur allemand des moins de 21 ans. Lorsque celui-ci est nommé sélectionneur de l'équipe allemande, il retient le jeune joueur bavarois dans le groupe appelé à disputer l'Euro en 2004.
Schweinsteiger connaît sa première cape lors d'un match de préparation contre la Hongrie le 6 juillet 2004. Il dispute ensuite les trois matchs de son équipe lors de la compétition. Malgré le parcours assez décevant de la Mannschaft lors du tournoi, Schweinsteiger étonne par son dynamisme et son culot sur le terrain. Le benjamin de l'équipe est l'un des rares joueurs de l'équipe à témoigner une certaine hargne sur le terrain.
Très rapidement, il s'impose comme titulaire en équipe nationale. En juin 2006, alors qu'il est retenu pour la Coupe du monde de football en Allemagne, il compte déjà 29 sélections et 7 buts en équipe nationale alors qu'il n'a même pas 22 ans. Il s'illustre dès le premier match de la compétition contre le Costa Rica en délivrant deux passes décisives.
Pourtant, la Mannschaft est éliminée par l'Italie 2-0 en demi finale. Lors de la petite finale contre le Portugal, Schweinsteiger s'illustre en étant à l'origine des trois buts allemands. Toujours indiscutable en sélection nationale, Schweinsteiger participe à sa troisième compétition internationale : le Championnat d'Europe de football en 2008. Il se fait rapidement remarquer en se faisant expulser lors du deuxième match du tournoi, contre la Croatie.
Cette expulsion lui vaut de vives critiques de la part des médias allemands (et aussi de la chancelière allemande Angela Merkel). Revenu de suspension, il marque un but et fait deux passes décisives en quart de finale contre le Portugal (victoire 3 - 2), puis avec un autre but en demi-finale contre la Turquie (victoire 3 - 2). Décisif à chaque match, « Schweini » s'annonce comme l'une des grandes armes de l'Allemagne pour la finale contre l'Espagne. Mais il ne réussit pas les mêmes prestations en finale que l'Allemagne perd 1 à 0.
Sélectionné pour la coupe du monde de football de 2010 d'Afrique du Sud, Bastian Schweinsteiger est repositionné milieu relayeur par Joachim Löw, poste qu'il occupe désormais au Bayern Munich. Ce repositionnement est en partie dû au forfait sur blessure de certains joueurs cadres comme Michael Ballack ou Simon Rolfes. Aux côtés de Sami Khedira, il se révèle à ce poste comme l'un des meilleurs joueurs du tournoi, ce qui lui vaudra d'être nommé dans l'équipe-type de la FIFA.
Éliminé en demi-finale par l'Espagne (1-0), l'Allemagne remporte néanmoins la troisième place en battant l'Uruguay lors de la "petite" finale. Lors de ce match, Schweinsteiger fut le capitaine de l'équipe en raison du forfait de Philipp Lahm.
Il est de nouveau titularisé dans l'entrejeu aux côtés de Sami Khedira lors de l'Euro 2012. Même s'il délivre deux passes décisives lors d'un match de poule contre les Pays-Bas2, son rendement et ses performances sont décriés en raison de son manque de forme dû en partie à sa blessure à la cheville qui a été mal soignée3. L'Allemagne est éliminée en demi-finale contre l'Italie, 2 - 1. Depuis ce match, en raison de blessures, il n'a disputé que 3 matchs avec la sélection.