Pada bulan Mei 2015, Firmino dimasukkan ke dalam skuad 23-pemain Brazil untuk Copa América 2015 yang akan diadakan di Chile. Pada 21 Jun, dia menjaringkan gol ketika kemenangan 2–1 ke atas Venezuela untuk membantu pasukannya layak ke pusingan kalah mati sebagai juara Kumpulan C.