In der brasilianischen Fußballnationalmannschaft kam Domingos da Guia zu 30 Einsätzen zwischen 1931 und 1946. Mit der Selecao nahm er am Weltchampionat 1938 in Frankreich teil. Dort schied Brasilien im Halbfinale gegen den späteren Weltmeister Italien aus, nachdem zuvor Polen (nach Verlängerung) und die Tschechoslowakei (in einem Wiederholungsspiel) besiegt wurden. Domingos absolvierte bei der Weltmeisterschaft alle vier Spiele der brasilianischen Elf. Dabei verursachte er im Halbfinale im Zweikampf mit Silvio Piola leichtfertig den Elfmeter – der dritte Elfmeter, den er während des Turniers verursachte – der zum 2:1 Sieg der Italiener führte. Auf der anderen Seite beklagte sich Domingos da Guia zu recht, dass er von Beginn an von Piola heftigen Provokationen ausgesetzt war.