Palacio kwam veertien keer uit voor het Colombiaans voetbalelftal en scoorde daarbij geen enkele keer. Onder leiding van bondscoach Reinaldo Rueda maakte hij zijn debuut voor "Los Cafeteros" op 9 mei 2002 in de vriendschappelijke uitwedstrijd tegen Costa Rica (1-2) in San José. Hij nam met zijn vaderland deel aan de strijd om de Copa América 2004 in Peru, en de CONCACAF Gold Cup 2005.