В 2003—2016 Фабиана Клаудино выступала за национальную сборную Бразилии, с 2010 являясь её капитаном. За это время в её составе стала победителем 20 официальных турниров мирового и континентального уровня. В это число входят две победы на Олимпиадах (в 2008 и 2012; всего участвовала в четырёх Олимпийских играх), две победы в розыгрышах Всемирного Кубка чемпионов, 6 чемпионских титулов Мирового Гран-при, 6 — титулов победителя чемпионатов Южной Америки. После домашней Олимпиады-2016, в которой сборная Бразилии не смогла преодолеть четвертьфинальный барьер, Фабиана объявила о завершении карьеры в национальной команде, но в 2019 году вернулась в сборную, в 7-й раз став в её составе чемпионкой Южной Америки.