Разом зі збірною Уругваю нападник грав на трьох Кубках Америки — в 1997, 2007 та 2011 роках, коли Уругвай в рекордний, 15-й раз став переможцем турніру. Крім того Абреу брав участь у фінальній стадії чемпіонату світу 2002 року в Японії і Південній Кореї і чемпіонату світу 2010 року у ПАР, на якому Себастьян забив післяматчевий пенальті у ворота збірної Гани в стилі Антоніна Паненки, цей удар вивів збірну Уругваю в півфінал турніру.