En 2011, à l'âge de , Neymar remporte le championnat d'Amérique du Sud des moins de avec la sélection brésilienne. L’année suivante, le Brésil remporte la médaille d'argent aux Jeux olympiques d'été de 2012 après avoir été jusqu'en finale face au Mexique. Neymar et sa sélection gagne ensuite la Coupe des confédérations 2013 en battant en finale l'Espagne, championne du monde en titre, sur le score de 3-0. Neymar est élu meilleur joueur du tournoi. Lors de la Coupe du monde 2014, après un excellent début de tournoi, il se blesse en quart de finale et voit ses coéquipiers subir un revers historique face à l'Allemagne en demi-finale.