Em 17 de maio de 2019, Casemiro foi convocado para a Copa América de 2019. Na terceira rodada, na Arena Corinthians, contra o Peru, Casemiro marcou seu primeiro gol pela Seleção para abrir uma vitória por 5–0, porém, nessa mesma partida, acabou sendo suspenso para a disputa das quartas de final. Atuou os noventa minutos da partida final contra o Peru, sagrando-se campeão após a vitória por 3 a 1.