Bereits 2006 und 2007 spielte Florian Fuchs für den U16-Kader der deutschen Nationalmannschaft. Sein erstes Jugendländerspiel bestritt er am 4. Juli 2006 gegen Frankreich. Mit der U21-Nationalmannschaft wurde Fuchs 2009 in Singapur Weltmeister. Am 28. November 2009 debütierte Fuchs in der A-Nationalmannschaft. Mit der Mannschaft belegte er den 2. Platz bei der Champions Trophy 2009 in Melbourne. In Neu-Delhi wurde Fuchs mit der deutschen Nationalmannschaft 2010 Vize-Weltmeister. Bei der Europameisterschaft 2011 in Mönchengladbach siegte er mit dem deutschen Team im Finale gegen die Niederlande. 2012 wurde Fuchs in London mit dem Nationalteam nach einem 2:1-Finalsieg gegen die Niederlande Olympiasieger. 2013 wurde er erneut Europameister in Boom. Bei der Champions Trophy 2014 in Bhubaneswar gewann er mit der Nationalmannschaft den Titel. Es folgte 2015 ein 2. Platz bei der Europameisterschaft in London. 2016 belegte er mit dem Nationalteam den 3. Platz bei der Champions Trophy in London. Im selben Jahr folgte die Bronzemedaille bei den olympischen Spielen in Rio de Janeiro. Bei den Olympischen Spielen in Tokio fünf Jahre später verlor er mit der deutschen Mannschaft das Spiel um den dritten Platz mit 4:5 gegen Indien.