Thunebro esiintyi ensimmäisen kerran Ruotsin naisten maajoukkueessa tammikuussa 2004. Hän saavutti MM-pronssia 2011 ja pelasi myös vuosien 2007 ja 2015 MM-kisoissa, vuosien 2008 ja 2012 olympialaisissa sekä vuosien 2009 ja 2013 EM-kisoissa.