Fernandinho war in frühen Jahren Jugendnationalspieler Brasiliens und stand in dem Kader, der 2003 die Junioren-Weltmeisterschaft gewann. Sein Debüt in der A-Nationalmannschaft gab er am 15. November 2006 beim 2:1 gegen die Schweiz. Nach einer längeren Pause kam er im August 2011 bei einer Partie gegen Deutschland zu seinem Comeback in der Seleçao. Auch im Zuge der Copa América 2019 stand Fernandinho im Kader der Mannschaft. Mit dieser konnte er den Titel gewinnen. Dabei stand er einmal in der Anfangsformation und wurde einmal eingewechselt.