Op 20 november 2008 speelde Thiago Silva voor het eerst vanaf het begin van de wedstrijd, in een oefenwedstrijd tegen Portugal, met Cristiano Ronaldo als directe tegenstander van Silva. Silva werd niet geselecteerd voor het Braziliaans elftal in de Confederations Cup. Dit toernooi werd wel gewonnen door de "Goddelijke Kanaries". Silva werd wel geselecteerd voor het Braziliaans elftal op het WK voetbal in Zuid-Afrika, maar hij speelde geen minuut. Brazilië werd in de kwartfinale uitgeschakeld door het Nederland. Een jaar later speelde Thiago Silva voor het eerst een wedstrijd op een groot toernooi, op de Copa América in het groepsduel met Venezuela. In deze wedstrijd, wat eindigde in een doelpuntloos gelijkspel, droeg Silva ook de aanvoerdersband van Brazilië. Het Zuid-Amerikaanse land werd in de kwartfinale uitgeschakeld door Paraguay na een strafschoppenreeks. Silva miste zijn penalty, net als de andere Brazilianen. Op 31 mei 2012 was hij voor het eerst trefzeker voor het nationale elftal van Brazilië in een vriendschappelijke wedstrijd met de Verenigde Staten. Silva werd opgenomen in de Braziliaanse selectie die in 2013 de voor de derde maal op rij de Confederations Cup won. Silva miste geen minuut op het toernooi. In de finale werd Spanje met 3–0 verslagen.