Termasuk dalam skuad 23-pemain pelatih Dunga untuk Copa América 2015 di Chili, Fabinho melakukan debutnya di timnas Brasil dalam pertandingan pemanasan melawan Meksiko pada 7 Juni tahun itu, menggantikan Danilo dalam kemenangan 2-0 di Parque Allianz di São Paulo. Walaupun termasuk dalam skuad Copa América 2015 di Chili, Fabinho tidak pernah bermain di kompetisi ini. Fabinho juga terpilih untuk skuad Copa América Centenario Brasil, namun ia tidak pernah dimainkan.