Fernandinho debuteerde op 10 augustus 2011 onder bondscoach Mano Menezes in het Braziliaans voetbalelftal, in een met 3–2 verloren oefeninterland tegen Duitsland. Tussen mei 2012 en november 2013 werd Fernandinho niet geselecteerd voor het Braziliaans elftal, hij miste dus ook de Confederations Cup, die door Brazilië werd gewonnen. Op 5 maart 2014 speelde Fernandinho weer en scoorde hij zijn eerste interlanddoelpunt. Hij schoot toen de 0–4 binnen in een met 0–5 gewonnen oefeninterland tegen Zuid-Afrika. Bondscoach Luiz Felipe Scolari nam Fernandinho drie maanden later op in de Braziliaanse selectie voor het WK 2014 in eigen land, zijn eerste eindtoernooi. Hierop kwam hij in actie in de laatste vijf van de zeven wedstrijden die de Brazilianen speelden. Hij scoorde in de met 1–4 gewonnen groepswedstrijd tegen Kameroen. Brazilië werd vierde op dit toernooi.