Für Schweden nahm Brodin im Juniorenbereich an der World U-17 Hockey Challenge 2010 teil, bei der die U17 ebenso die Bronzemedaille errang wie wenig später die U18 beim Ivan Hlinka Memorial Tournament 2010. Bei den U18-Weltmeisterschaften 2010 und 2011 folgte jeweils eine Silbermedaille. Anschließend wurde er mit der U20-Nationalmannschaft Schwedens bei der U20-Weltmeisterschaft 2012 Junioren-Weltmeister. Für die Senioren debütierte der Verteidiger bei der Weltmeisterschaft 2012, wobei er mit dem Team den sechsten Platz belegte. Bei der Weltmeisterschaft 2017 gewann Brodin schließlich mit den "Tre Kronor" die Goldmedaille.