Lucas Paquetá speelde acht wedstrijden voor Brazilië –20. Daarmee nam hij in 2017 deel aan het Zuid-Amerikaans kampioenschap –20. Lucas Paquetá debuteerde op 8 september 2018 in het Braziliaans voetbalelftal, tijdens een met 0–2 gewonnen oefenwedstrijd in en tegen de Verenigde Staten. Hij kwam die dag in de 71e minuut in het veld als vervanger van Philippe Coutinho. Zijn eerste interlanddoelpunt volgde op 23 maart 2019. Hij maakte toen het openingsdoelpunt in een in 1–1 geëindigde oefeninterland tegen Panama. Paquetá behoorde drie maanden later tot de Braziliaanse selectie die de Copa América 2019 won. Hijzelf kwam dat toernooi vijf minuten in actie, in de kwartfinale tegen Paraguay.