Fabiański debuteerde op 28 maart 2006 in het Pools voetbalelftal, tegen Saoedi-Arabië, net als Jakub Błaszczykowski en Łukasz Sosin. Hij maakte deel uit van de selectie voor het wereldkampioenschap 2006, waar hij niet aan spelen toekwam. Fabianski maakte ook deel uit van de EK-selectie van 2008. Bij zowel Arsenal als bij het Pools voetbalelftal moet/moest hij de vijf jaar jongere Szczęsny voor zich dulden. Met Polen nam Fabiański in juni 2016 deel aan het Europees kampioenschap 2016 in Frankrijk. In de achtste finale tegen Zwitserland op 25 juni was hij de winnende doelman in de beslissende strafschoppenserie, nadat de Zwitser Granit Xhaka als enige naast schoot (1–1, 5–4 n.s.). Polen werd in de kwartfinale na strafschoppen uitgeschakeld door Portugal (1–1, 3–5). Jakub Błaszczykowski was de enige speler die miste.