דוס סנטוס החל לשחק בנבחרת פרגוואי בשנת 2004, והשתתף עמה בקופה אמריקה 2004, בו הבקיע שער ניצחון בשלב הבתים מול נבחרת קוסטה ריקה, ונבחרתו הודחה ברבע הגמר מול נבחרת אורוגוואי. בשנת 2006 השתתף דוס סנטוס במונדיאל 2006, שם בישל שער בניצחון 2-0 על נבחרת טרינידד וטובגו, אך פרגוואי הודחה בשלב הבתים. הטורניר הגדול האחרון בו השתתף דוס סנטוס היה קופה אמריקה 2007, ממנו הודחה פרגוואי ברבע הגמר לאחר תבוסה 6-0 לנבחרת מקסיקו. הופעתו האחרונה של דוס סנטוס במדים הלאומיים נערכה בשנת 2011.