Apesar de o Coritiba ter mais convocados para a Seleção Brasileira, é do Atlético o jogador paranaense que mais fez história com a amarelinha. O volante Kléberson, que atualmente está no Furacão, contabiliza 32 partidas pelo Brasil, sendo 19 quando vestia a camisa do Rubro-negro – em 15 delas foi titular.
Durante a primeira passagem pelo Atlético, Kléberson alcançou seu auge na Seleção. Após o título brasileiro de 2001, o atleta ganhou destaque no cenário nacional e foi convocado pelo então técnico Luiz Felipe Scolari pela primeira vez. Logo na estreia, vestiu a camisa 10 e não sentiu o peso. Na goleada por 6 x 1 sobre a Bolívia, no dia 31 de janeiro, ainda marcou um gol.
Foi titular nos dois jogos seguintes, marcando mais um gol, na goleada por 6 x 1 sobre a Islândia, e ganhou uma vaga entre os 23 chamados para a Copa do Mundo daquele ano. Entrou em campo pela primeira vez durante a goleada por 5 x 2 sobre a Costa Rica, na primeira fase. Nas oitavas-de-final, entrou no segundo tempo e deu o passe para o segundo gol da vitória por 2 x 0 sobre a Bélgica, se firmando de vez entre os titulares.
Na decisão contra a Alemanha, o Xaropinho brilhou outra vez. Primeiro, acertou uma bola no travessão. Depois iniciou, com uma arrancada, a jogada do segundo gol da vitória por 2 x 0, sendo pentacampeão mundial.
Felipão deixou o comando da Seleção, dando lugar a Parreira, mas Kléberson manteve sua moral elevada. Foi titular nos primeiros amistosos e também na péssima campanha na Copa das Confederações de 2003, quando o time foi eliminado na primeira fase. Depois disso, já no Manchester United, da Inglaterra, se manteve na equipe até o título da Copa América em 2004, sendo esquecido depois e resgatado por Dunga em 2009, já pelo Flamengo, faturando a Copa das Confederações e sendo chamado para a Copa do Mundo de 2010, em ambos como reserva.