Brasilian maajoukkueessa Zé Roberto teki ensiesiintymisensä 12. elokuuta 1995 Etelä-Koreaa vastaan pelatussa ottelussa. Vuonna 2006 päättyneellä maajoukkueurallaan hän pelasi yhteensä 84 A-maaottelua ja teki niissä kuusi maalia. Hän voitti Copa Américan 1997 ja 1999 sekä Maanosaliittojen cupin 1997 ja 2005. MM-kilpailuissa Zé Roberto oli mukana 1998 ja 2002.