Trotz seiner frühen erstmaligen Nominierung wurde Pato von Nationaltrainer Dunga weder für den FIFA-Konföderationen-Pokal 2009 noch für die Weltmeisterschaft 2010 in den Kader Brasiliens berufen. Erst nach der für die brasilianische Nationalmannschaft enttäuschend verlaufenden WM in Südafrika fand Pato unter dem neuen Trainer Mano Menezes wieder Beachtung. Im Sommer 2011 wurde er schließlich für die Copa América in Argentinien nominiert.