Con l'Uruguay Under-20 prese parte a due Mondiali di categoria, e . In entrambe le occasioni fu titolare nella formazione uruguaiana, giocando nella linea difensiva a quattro. Debuttò in Nazionale maggiore il 17 dicembre 1997. Ancora diciottenne, prese parte alla FIFA Confederations Cup 1997, venendo incluso nella lista dei convocati dall'ex CT dell'Under-20 Púa. Nella competizione giocò un solo incontro, quello contro il , disputando tutti i novanta minuti. Dopo aver giocato in Nazionale, però, fino al 2001 non fece più parte della rosa dell'Uruguay. Fu in occasione della Copa América 2001 che Díaz trovò nuovamente spazio nella selezione maggiore; giocò tutte le prime quattro partite, allorché Anchén gli prese il posto nella quinta. Tornò, da subentrato, nella semifinale contro il , sostituendo lo stesso Anchén, e giocò la sua ultima partita con la selezione nella finale per il terzo posto con l'.