In 2007 nam Dos Santos deel aan het WK onder 20 jaar in Canada. Hij maakte tegen zowel Gambia (3-0) als Portugal (2-1) in de groepsfase als in de achtste finale tegen Congo (3-0) het openingsdoelpunt voor Mexico. Zijn eerste goal was een volley van afstand, de andere twee doelpunten maakte Dos Santos vanaf de strafschopstip. De "Tricolores" werden in de kwartfinale uitgeschakeld door de latere kampioen Argentinië (0-1). Uiteindelijk ontving Dos Santos de Bronzen Bal als derde beste speler van het toernooi.