7 marca 2008 roku, kiedy Kumagai miała 17 lat, zadebiutowała w reprezentacji Japonii przeciwko Kanadzie. W sierpniu Kumagai został wybrany do reprezentacji Japonii U-20 na Mistrzostwa Świata U-20 w 2008 roku. W 2010 roku grała w reprezentacji U-20 jako kapitan podczas Mistrzostw Świata U-20 w 2010 roku. W 2011 roku była częścią japońskiej drużyny zwycięskiej w Pucharze Świata, zdobywając zwycięską karę w finale.
przeciwko Stanom Zjednoczonym. Była również w składzie na Letnich Igrzyskach Olimpijskich 2012 i Pucharze Świata 2015. Japonia zajęła drugie miejsce w obu zawodach. W styczniu 2017 roku została mianowana kapitanem Japonii przez menedżera Asako Takakurę. W 2018 roku Japonia wygrała Puchar Azji. Zagrała ponad 100 meczów dla Japonii. 10 listopada 2019 roku Kumagai zdobyła swój pierwszy cel w przyjaznym meczu dla Japonii w zwycięstwie 2:0 nad Południową Afryką.