Anh được chọn bởi huấn luyện viên Luiz Felipe Scolari cho đội hình 23 cầu thủ Brazil tham dự Cúp Liên đoàn các châu lục 2013 diễn ra trên sân nhà. Và trong trận đấu cuối cùng của vòng loại gặp Anh trên sân Maracanã, Paulinho có cú volley sau quả tạt của Lucas Moura để cân bằng tỉ số 2–2. Trận đấu đầu tiên của vòng bảng vào ngày 15 tháng 6 với Nhật Bản, Paulinho ghi bàn thắng thứ hai của Brazil trong chiến thắng 3–0. Trận bán kết với Uruguay vào ngày 26 tháng 6, Paulinho ghi bàn ấn định tỉ số ở phút thứ 86 giúp Brazil thắng 2–1 đầy nghẹt thở và tiến vào trận chung kết. Trận chung kết gặp Đội tuyển bóng đá quốc gia Tây Ban Nha, anh ghi bàn thắng thứ hai giúp Brazil đánh bại đội đương kim vô địch thế giới và châu Âu 3-0. Kết thúc giải đấu, Paulinho nhận danh hiệu quả bóng đồng, giải thưởng dành cho cầu thủ xuất sắc thứ ba giải đấu. Sau Confed Cup anh nhận được nhiều lời đề nghị từ các đội bóng lớn hàng đầu châu Âu, tuy nhiên anh quyết định chọn Tottenham Hotspur.