מלו החל להופיע במדי נבחרת ברזיל בשנת 2009. הופעתו הראשונה הייתה במסגרת משחק ידידות בין נבחרתו לנבחרת איטליה בכדורגל. במהלך השנה המשיך מלו להופיע במדי הנבחרת במסגרת משחקי מוקדמות מונדיאל 2010, בהם הבקיע את שערו הראשון במדי הנבחרת, וכן במסגרת גביע הקונפדרציות 2009, בו זכה יחד עם חברי נבחרתו, ואף היה לראשון בנבחרתו להבקיע שער בטורניר.