Groß erzielte in 19 Länderspielen einen Treffer. Sein Debüt in der DFB-Auswahl gab er erst im hohen Fußball-Alter von 32 Jahren 2023 unter dem damaligen Bundestrainer Hansi Flick. Von Julian Nagelsmann wurde der Mittelfeldspieler in den Kader für die WM in den USA, Mexiko und Kanada berufen.
Gegen Arsenal glänzte Groß für Brighton als Torschütze und Vorbereiter. Doch für das DFB-Team, aus dem nach dem WM-Debakel bereits Manuel Neuer und Antonio Rüdiger zurückgetreten waren, steht er nicht mehr zur Verfügung.