David Luiz pelasi Brasilian kaikki seitsemän ottelua MM-kilpailuissa 2014, ja teki uransa ensimmäiset maajoukkuemaalit otteluissa Chileä ja Kolumbiaa vastaan. Hänet valittiin kisojen tähdistöjoukkueeseen. Hän pelasi kaksi ottelua Copa Américassa 2015.