За националния отбор Нилмар дебютира на Златната купа на КОНКАКАФ на 13 юли 2003 г. срещу Мексико. Въприки че Бразилия играе с отбора си до 23 г., ФИФА, признава статистиката на отбора като такава на мъжкия отбор. По-късно участва на Купата на конфедерациите през 2009 и Световното първенство през 2010 г.