7. marca 2008, ko je imela Kumagai 17 let, je debitirala za japonsko reprezentanco proti Kanadi. Avgusta je bil Kumagai izbran za japonsko reprezentanco U-20 na svetovnem prvenstvu U-20. Leta 2010 je igrala za moštvo U-20 kot kapetan med svetovnim prvenstvom U-20. Leta 2011 je bila del japonske ekipe, ki je osvojila svetovno prvenstvo in v finalu zadela zmagovalni gol.
proti ZDA. Bila je tudi v ekipi na poletnih olimpijskih igrah 2012 in svetovnem pokalu 2015. Japonska je bila na obeh tekmovanjih druga. Januarja 2017 jo je vodja Asako Takakura imenovala za japonsko kapetanko. Leta 2018 je Japonska osvojila Azijski pokal 2018. Za Japonsko je odigrala več kot 100 tekem. 10. novembra 2019 je Kumagai v prijateljski tekmi za Japonsko v zmagi 2:0 proti Južni Afriki zadela svoj prvi gol.