迪亞高·米列圖於2002年首次代表國家隊作賽便梅開二度，對手為烏拉圭，但在往後數年他只取得有限的上陣機會，更在2006年世界盃被教練從球員名單中剔除。他在2006年9月重返國家隊友賽巴西，並以插水式頭槌入球，其後亦代表阿根廷出戰2007年美洲國家盃。米利托入选了阿根廷征战2010年世界杯的23人大名单，不过赛事期间只有一次替补出场的表现。