Fred có trận đấu đầu tiên cho đội tuyển Brasil trong chiến thắng 3-0 trước Guatemala.[21] Anh có hai bàn thắng đầu tiên cho đội tuyển trong chiến thắng 8-0 giao hữu trước Các Tiểu Vương quốc Ả Rập Thống nhất.[22]

Phong độ cao tại Ligue 1 đã giúp anh được huấn luyện viên Carlos Alberto Parreira chọn vào đội hình tham dự World Cup 2006 tại Đức. Trong trận đấu thứ hai tại vòng bảng với Úc, trận đấu duy nhất của Fred tại giải đấu này, sau khi vào sân chỉ mới hai phút thay cho Adriano, anh đã ấn định chiến thắng 2-0 cho Brasil.[23]

Ngày 7 tháng 6 năm 2011, anh là người ghi bàn thắng duy nhất trong trận giao hữu thắng Romania 1-0, trận đấu chia tay Ronaldo và chính anh cũng là người được thay ra ở phút 30 để Ronaldo vào sân.[24] Sau trận đấu đó, anh chính thức được huấn luyện viên Mano Menezes đưa vào danh sách 22 cầu thủ Brasil tham dự Copa América 2011.[25] Ngày 10 tháng 7 năm 2011, tại trận đấu vòng bảng Copa América 2011, Fred vào sân thay cho Neymar đã ghi bàn ở phút 89 giúp Brasil tránh khỏi thất bại trước Paraguay (hòa 2-2 chung cuộc).[26] Tuy nhiên đến trận đấu tứ kết với chính Paraguay, anh là một trong bốn cầu thủ Brasil đá hỏng phạt đền trong loạt sút luân lưu khiến Brasil bị loại.

Tháng 11 năm 2012, Fred ghi bàn vào lưới Argentina trong trận lượt về Superclásico de las Américas 2012 và thực hiện thành công lượt sút luân lưu của mình góp công vào chức vô địch của Brasil.[27] Ngày 6 tháng 2 năm 2013, anh trở thành cầu thủ đầu tiên ghi bàn tại sân vận động Maracanã mới trùng tu trong trận giao hữu hòa đội tuyển Anh 2-2.[28]

Cúp Liên đoàn các châu lục 2013 và World Cup 2014

Ngày 22 tháng 6, anh lập cú đúp trong chiến thắng 4-2 trước Ý tại Cúp Liên đoàn các châu lục 2013.[29] Tại bán kết, anh mở tỉ số giúp Brasil thắng chung cuộc Uruguay 2-1.[30] Phong độ cao của anh tại giải đấu tiếp tục được duy trì với hai bàn thắng trong trận chung kết đem về danh hiệu vô địch cho Brasil sau khi đánh bại Tây Ban Nha 3-0.[31] Đây là giải đấu cực kỳ thành công của Fred khi anh không chỉ cùng Brasil giành chức vô địch mà cá nhân anh còn đoạt danh hiệu Chiếc giày Bạc với thành tích năm bàn thắng.[31]

Tháng 5 năm 2014, Fred được huấn luyện viên Luiz Felipe Scolari triệu tập tham dự World Cup 2014 ngay tại quê nhà.[32] Trong trận đấu khai mạc giải đấu vào ngày 12 tháng 6 với đội tuyển Croatia, trọng tài người Nhật Bản Nishimura Yuichi đã cho Brasil hưởng quả phạt đền gây tranh cãi khi cho rằng hậu vệ Dejan Lovren đã kéo ngã Fred trong vòng cấm cho dù chỉ có tiếp xúc không đáng kể.[33] Các cầu thủ và huấn luyện viên Croatia đã chỉ trích nặng nề quyết định này sau trận đấu. Từ chấm phạt đền, Neymar nâng tỉ số lên 2-1 cho Brasil và chung cuộc Brasil giành chiến thắng 3-1.[34]

Ngày 23 tháng 6, Fred ghi bàn trong chiến thắng 4-1 của Brasil trước Cameroon tại lượt đấu cuối cùng của vòng bảng bằng một pha đệm bóng cận thành[35] và cũng là bàn thắng duy nhất của anh tại giải đấu. Trong trận bán kết mà Brasil đã thất bại trước đội tuyển Đức với tỉ số 1-7 ở vòng bán kết, Fred đã không có được bất kỳ cú tắc bóng, đường chuyền hoặc đánh chặn nào và phần lớn thời gian của anh là ở khu vực giữa sân, nơi anh phải thực hiện nghi thức giao bóng sau mỗi bàn thua đến sáu lần.[36] Anh rời sân trong sự la ó và thái độ thù địch của cổ động viên nhà ở phút 70 của trận đấu.[37] Anh không được ra sân trong trận tranh hạng ba, trận đấu mà Brasil lại thất thủ trước Hà Lan với tỉ số 0-3. Sau cả sáu trận đấu tại giải đấu, Fred chỉ tung ra vỏn vẹn được năm cú sút trúng khung thành đối phương.[38] Anh tuyên bố giã từ sự nghiệp đội tuyển quốc gia sau giải đấu này.[39]