Coutinho có trận ra mắt đội tuyển quốc gia vào năm 2010. Anh là thành phần của đội hình đội tuyển Brasil tại Copa América 2015, Copa América Centenario vào năm 2016, và có lần đầu tiên góp mặt tại FIFA World Cup 2018 nơi anh ghi hai bàn và được lựa chọn vào Đội hình FIFA World Cup trong mơ; anh cũng là thành viên của đội tuyển Brasil đã giành chức vô địch Copa América 2019 trên sân nhà.