W 2005 roku Diego z młodzieżową reprezentacją Brazylii U-20 wystąpił na Młodzieżowych Mistrzostwach Świata. W ćwierćfinałowym meczu z Niemcami (2:1) zdobył gola, a ostatecznie z Brazylią wywalczył brązowy medal po wygraniu 2:1 meczu o 3. miejsce z Marokiem.