Trong đội hình 23 người của HLV Dunga cho Cúp bóng đá Nam Mỹ 2015 ở Chile, Fabinho xuất hiện lần đầu của mình trong một trận đấu ra quân trước Mexico vào ngày 07 tháng 6 năm đó nhờ việc cho anh vào sân để thay Danilo trong chiến thắng 2-0 tại Allianz Parque ở São Paulo. Với việc Dani Alves chơi toàn bộ giải đấu ở vị trí hậu vệ phải, Fabinho không chơi ở Copa América khi Brasil lọt vào tứ kết. Fabinho được chọn vào đội hình Copa América Centenario của Brasil, mặc dù anh không chơi trong ba trận đấu của Brasil tại giải đấu.