Godín war mindestens seit Oktober 2004 Mitglied der seinerzeit von Gustavo Ferrín trainierten uruguayischen U-20-Auswahl. Er gehörte 2005 dem uruguayischen Aufgebot an, das an der U-20-Südamerikameisterschaft 2005 in Kolumbien teilnahm. Am 26. Oktober 2005 gab Godín sein Debüt in der uruguayischen Nationalmannschaft in einem Freundschaftsspiel gegen Mexiko. Er nahm ebenso an der Copa América 2007 teil wie auch drei Jahre später an der Fußball-Weltmeisterschaft. Bei der WM 2010 erreichte er als Stammspieler mit Uruguay den vierten Platz. 2011 siegte er mit dem Nationalteam bei der Copa América 2011. Auch wirkte er beim FIFA-Konföderationen-Pokal 2013 mit. Bei der Weltmeisterschaft 2014 in Brasilien gehörte er erneut dem Aufgebot Uruguays an. Dort sicherte er im dritten Gruppenspiel der WM 2014 der Celeste mit dem 1:0-Siegtreffer gegen Italien den Einzug ins Achtelfinale. Auch bei der Copa América 2015 war er Teil des uruguayischen Kaders, der bis ins Viertelfinale vorstieß. Die Copa América 2016 endete für das uruguayische Team, das von Godín als Kapitän durchs Turnier geführt wurde, bereits nach der Gruppenphase.