Seleccion nacional

Ha sido internacional con la Selección de fútbol de Uruguay 91 veces y ha marcado 33 goles. Su debut con la selección fue el 27 de marzo de 2002, en un partido amistoso frente a Arabia Saudita disputado en la ciudad de Riad.

En el Mundial de 2002 marcó un gol en el empate 3-3 frente a Senegal, cuando su selección quedó eliminada del torneo. En este encuentro, realizó su debut en un Mundial al iniciarse la segunda mitad del partido, cuando su selección caía derrotada 0-3 en el entretiempo. Como con otros jugadores, la polémica en Uruguay sobre su tardía inclusión, giró en torno a que su representante no era "Paco" Casal, un infuyente empresario en el medio deportivo y popular uruguayo.

En la era Fossati el delantero fue convocado para todos los cotejos de Uruguay, tanto en la Copa América 2004, en la que alcanzó el tercer lugar, como en las eliminatorias de Alemania 2006. En éstas convirtió seis goles, incluyendo dos en el empate 3-3 frente a Brasil en el Maracaná tras ir perdiendo por 0-2, pero se perdió el partido revancha del repechaje frente a Australia por una lesión.

Bajo el mando de Óscar Washington Tabárez, en la Copa América 2007 fue una de las figuras uruguayas más destacadas del torneo, contribuyendo con tres goles a la obtención de un cuarto lugar, además de convertir siete goles en las eliminatorias de Sudáfrica 2010.

En el Mundial de 2010, Forlán fue pieza clave del éxito de la selección charrúa que llegó a las semifinales del torneo, compartió el título de goleador de la competición y fue condecorado con el Balón de Oro, premio otorgado al mejor jugador del torneo.

Luego del mundial no consiguió convertir goles en los amistosos que la selección disputó en preparación para la Copa América 2011. Sin embargo, cortó este período de sequía con dos goles en la final frente a Paraguay que terminaría ganando el seleccionado uruguayo por 3-0, obteniendo la decimoquinta copa en su historia, récord en el palmarés de la competición.

Es el jugador con más partidos disputados en la historia de la selección uruguaya, además de poseer el récord de goles convertidos en partidos oficiales (Héctor Scarone convirtió un total de 42 goles, pero 11 fueron en partidos no oficiales).