В феврале 2011 года был вызван в сборную Аргентины и 9 февраля 2011 года дебютировал в её составе в матче против сборной Португалии, на 79 минуте заменив Эстебана Камбьяссо. Аргентина победила со счётом 2:1. 1 мая 2011 года в матче с «Брюгге» Лукас вывихнул плечо. Он выбыл до конца чемпионата Бельгии и мог не поехать на Кубок Америки. Однако Билья успел восстановиться и вошёл в окончательный список игроков, заявленных на Кубок Америки 2011.