Carrillo debytoi Perun jalkapallomaajoukkueessa vuoden 2011 Copa Américan lohkovaiheen ottelussa Chileä vastaan. Hän ratkaisi pelin Chilelle tekemällä viimeisellä minuutilla oman maalin. Carrillo ei pelannut enää tuossa turnauksessa, mutta voitti kuitenkin pronssia Perun kanssa. Nykyisin hän kuuluu maajoukkueen avainpelaajiin. Myös vuoden 2015 Copa Américasta Carrillo saavutti maajoukkueen kanssa pronssia tehden pronssiottelussa yhden maalin.