ז'וליו סזאר שיחק 87 פעמים עבור נבחרת ברזיל, איתה זכה בקופה אמריקה 2004. הוא נקרא למונדיאל 2006 בגרמניה כשוער שלישי, אך לא זכה לדקות משחק. שימש כשוערה הראשון של הנבחרת במונדיאל 2010 ובמונדיאל 2014. סזאר אף היה שותף לתבוסה 7-1 לנבחרת גרמניה, במהלך מונדיאל 2014 שהתקיים בברזיל שאחריו פרש מהנבחרת.