Oscar Vilchez fue convocado para disputar las Eliminatorias Rusia 2018 ante Venezuela y Uruguay, partidos que no pudo disputar debido a una lesión que no le permitió estar en óptimas condiciones. Después, disputó dos amistosos contra Trinidad y Tobago, y contra El Salvador con motivo de entrenamiento y preparación para la Copa América Centenario 2016, en la que jugaría como titular ante Haití, Ecuador y Brasil en el grupo B, y por los cuartos de final contra Colombia.