Su primera nómina fue en mayo de 2004, siendo citado de emergencia por el entonces DT de la selección Juvenal Olmos para los partidos por las Clasificatorias a Alemania 2006 frente a Venezuela y Brasil, pero Mancilla no jugó. El mismo año en julio, fue nominado como parte del plantel que disputaría la Copa América 2004 en Perú. Mancilla debutó con la Selección de fútbol de Chile en el primer partido de la fase de grupos frente a Brasil el 8 de julio, entrando a los 66 minutos de juego en la derrota por 1-0. Mancilla disputó los otros 2 partidos de fase de grupos frente a Selección de fútbol de Paraguay y Costa Rica, con resultados de 1-1 y 1-2 respectivamente, que significaron que Chile no lograra pasar fase de grupos. En el torneo, Mancilla tuvo una discreta presentación lo que le cerró la puerta en el combinado chileno por mucho tiempo, hasta marzo 2009, donde al destacarse en el Toluca le valió una convocatoria en la escuadra dirigida por Marcelo Bielsa que lo citó para los partidos por las Clasificatorias a Sudáfrica 2010 contra Perú y Uruguay, donde no jugó. Mancilla pudo disputar partidos por las Clasificatorias a Sudáfrica 2010 frente a Paraguay y Bolivia, ambos partidos ganados por 0-2 y 4-0 respectivamente. Chile logró la clasificación al mundial tras vencer a Colombia por 2-4, clasificando como segundo en la tabla, partido en que Mancilla no jugó. Finalmente en mayo de 2010, no fue convocado en la lista definitiva de 23 jugadores para representar a la Selección en el Mundial de Sudáfrica 2010 y en su lugar fueron citados los delanteros Humberto Suazo y Esteban Paredes.