Willian estreou pela Seleção Brasileira Sub-20 no Campeonato Sul-Americano de 2007 contra o Chile, no dia 7 de janeiro de 2007, em que o Brasil venceu. No mesmo ano, ele também foi convocado para a Copa do Mundo Sub-20 de 2007, torneio no qual a Seleção Brasileira foi eliminada nas quartas-de-final pela Espanha.