Filipe Luís debutoval za "Seleção" v kvalifikaci na Mistrovství světa ve fotbale proti Venezuele, dne 15. října 2009. Byl vybrán do brazilského týmu na Konfederační pohár FIFA 2013, který se hrál na domácí půdě, i když do hry během soutěže nenastoupil. Byl jedním ze sedmi náhradníků pro Mistrovství Světa 2014.