Dani Alves won in december 2003 het wereldkampioenschap voetbal onder 20 in de Verenigde Arabische Emiraten. In de finale won hij met Brazilië van Spanje en Dani Alves won de "Bronzen Bal" voor beste speler van het toernooi achter Ismail Matar en Andrés Iniesta. Op 10 oktober 2006 maakte Dani Alves zijn debuut in het Braziliaans nationaal elftal in een oefenwedstrijd tegen Ecuador. Hij maakte ook het derde doelpunt tegen Argentinië in de finale van de Copa America. In 2009 won Dani Alves met Brazilië de Confederations Cup. Hij maakte uit een vrije trap het winnende doelpunt in de halve finale tegen gastland Zuid-Afrika. Hij behoorde tot de Braziliaanse selectie voor het wereldkampioenschap voetbal 2010. Daarmee wist hij niet de finale te halen na een 2–1 nederlaag tegen Nederland in de kwartfinale. Vier jaar later speelde hij ook op het WK van 2014 in Brazilië.