В 1999 году Лео Лима в составе юношеской сборной Бразилии стал Чемпионом мира среди юниоров в Новой Зеландии. Через два года полузащитник принимал участие в Чемпионом мира среди молодёжных команд в Аргентине. Сыграл несколько матчей за главную национальную команду страны.