Pada Mei 2015, Costa telah dipilih ke dalam skuad Brazil untuk kejohanan Copa América 2015. Dalam perlawanan pembukaan, beliau menggantikan Diego Tardelli dan menjaringkan gol kemenangan pada masa tambahan ketika menentang Peru. Jaringan gol tersebut merupakan gol antarabangsa pertama Costa semasa menyarung jersi "Seleção". Dalam peringkat suku akhir menentang Paraguay, beliau menggantikan Willian pada 30 minit terakhir selepas permainan terikat seri 1-1 dan diheret ke penentuan penalti. Beliau gagal menyempurnakan tendangan penalti sekali gus menyaksikan Brazil tersingkir dengan serta merta. Pada 17 November, Costa menjaringkan gol keduanya untuk Brazil ketika menang 3-0 ke atas Peru dalam aksi kelayakan Piala Dunia 2018.