O’Neill nahm mit der Junioren-Auswahl Uruguays an der Junioren-Fußballweltmeisterschaft 1993 in Australien teil und erreichte mit der Mannschaft das Viertelfinale. Er bestritt zudem insgesamt 19 A-Länderspiele, in denen er zwei Tore schoss. Sein erstes Länderspiel absolvierte er am 16. Juni 1993 in der Gruppenphase bei der Copa América gegen die USA, das man mit 1:0 gewinnen konnte. Sein letztes Länderspiel bestritt er am 16. Mai 2002 gegen China in Shenyang. Er gehörte zum uruguayischen Aufgebot der WM 2002, kam jedoch zu keinem Einsatz.