Gilberto zadebiutował w reprezentacji Brazylii 11 czerwca 2003 w meczu przeciwko Nigerii. Później często uzupełniał skład kadry Carlosa Alberto Parreiry. Tak było na turnieju o Copa America 2004, w którym Brazylia pokonała w finale Argentynę w rzutach karnych oraz w Pucharze Konfederacji 2005, w którym jego drużyna również pokonała w finale Argentynę. W 2006 został powołany na Mistrzostwa Świata. Na turnieju w Niemczech, z którego Brazylia odpadła w ćwierćfinale Gilberto był rezerwowym. Wyszedł w pierwszym składzie jedynie w ostatnim meczu fazy grupowej przeciwko Japonii (4:1), w którym zdobył jedną z bramek dla swojej drużyny. Do tej pory rozegrał on w kadrze 33 meczów i zdobył 1 bramkę.