Fabiański w biało-czerwonych barwach zadebiutował w marcu 2006 roku wygranym 2-1 meczem z Arabią Saudyjską. Zmienił wówczas na kilka ostatnie minut Jerzego Dudka.
36-letni bramkarz z reprezentacją Polski pojechał na Mistrzostwa Świata w 2006 i 2018 roku, a także na Mistrzostwa Europy w 2008, 2016 i 2020 roku. Najczęściej o miejsce w bramce rywalizował z Wojciechem Szczęsnym.
- Gra w reprezentacji Polski zawsze była dla mnie największym zaszczytem, powodem do dumy, a także przyjemnością i spełnieniem marzeń. Dlatego ten moment nie jest łatwy. Długo jednak o tym myślałem i zdecydowałem się zakończyć reprezentacyjną karierę. Zawsze świetnie czułem się w drużynie narodowej. Zarówno w kadrach młodzieżowych, jak i w reprezentacji seniorów. Za każdym razem starałem się dawać drużynie narodowej tyle, ile tylko mogłem, poświęcać całe serce. Uważam, że teraz nadszedł najlepszy moment, aby pożegnać się z reprezentacją. Mam już swoje lata, w ostatnim czasie zmagałem się z kilkoma mikrourazami, przez które nie mogłem być zawsze do dyspozycji. Postanowiłem ustąpić miejsca młodszym kolegom. Mamy wielu znakomitych bramkarzy, którzy, podobnie jak ja kiedyś, czekają na swoją szansę w drużynie narodowej. Niech spełniają swoje marzenia! Ja chciałbym skupić się teraz wyłącznie na karierze klubowej. Przede mną kolejny wymagający sezon w Premier League, a mój West Ham United zagra również w Lidze Europy. Dziękuję z całego serca wszystkim trenerom i kolegom, z którymi miałem przyjemność spotkać się w reprezentacji, a także Polskiemu Związkowi Piłki Nożnej i naszym wspaniałym kibicom. Przeżyłem w biało-czerwonych barwach wiele fantastycznych momentów. Nigdy tego nie zapomnę! Zawsze będę kibicem drużyny narodowej. Do zobaczenia na stadionach! - podkreślił 36-letni bramkarz.
Tak z kolei decyzję golkipera skomentował Zbigniew Boniek, prezes Polskiego Związku Piłki Nożnej: - Łukasz zadzwonił do mnie dziś rano i przekazał decyzję. Był pewny swego, dokładnie to przemyślał. Chciałbym mu serdecznie podziękować za wszystko, co zrobił dla reprezentacji Polski. Zawsze mogliśmy na niego liczyć. Jestem przekonany, że nasi kibice również chcieliby zgotować mu owację na stojącą, dlatego wystąpią z wnioskiem do nowych władz PZPN, abyśmy wszyscy razem mogli pożegnać Łukasza przed październikowym meczem eliminacji mistrzostw świata z San Marino na PGE Narodowym w Warszawie. Fabiański jest fantastycznym bramkarzem i jeszcze lepszym człowiekiem. Właśnie zamyka się kolejna piękna karta, kariera, w historii reprezentacji Polski. Sądzę jednak, że Łukasz może dać jeszcze wiele naszemu futbolowi w przyszłości, swoim bogatym doświadczeniem. Teraz niech skupi się na karierze klubowej. Życzę mu zdrowia i kolejnych sukcesów.