W grę miał wchodzić także powrót do Bayernu Monachium, który szukał uzupełnien w ofensywie. Tymczasem 7 października 2020 roku informacje o zawarciu porozumienia z zawodnikiem oficjalnie przekazało holenderskie PSV Eindhoven, z którym Götze podpisał umowę ważną do 2022 roku. Pomysłodawcą sprowadzenia pomocnika na Philips Stadium był trener Roger Schmidt.
W 2009 Götze wystąpił wraz z reprezentacją Niemiec do lat 17 na Mistrzostwach Europy i Mistrzostwach Świata. W tym pierwszym turnieju Niemcy zajęły pierwsze miejsce. Mario Götze otrzymał powołanie na grę w seniorskiej reprezentacji Niemiec. 10 listopada 2010 trener niemieckiej kadry, Joachim Löw, powołał go na towarzyskie spotkanie ze Szwecją. Zadebiutował w kadrze Niemiec 17 listopada 2010 w meczu ze Szwecją. Tym samym w wieku 18 lat był najmłodszym reprezentantem Niemiec od czasów debiutu w kadrze Uwe Seelera. 10 sierpnia 2011 strzelił pierwszego gola dla seniorskiej reprezentacji Niemiec w towarzyskim meczu z Brazylią na 2:0 (ostateczny wynik 3:2 dla Niemiec). Jest on czwartym najmłodszym strzelcem w historii seniorskiej reprezentacji Niemiec.