ארתור ייצג את נבחרת ברזיל עד גיל 17 ואת נבחרת ברזיל עד גיל 20. הוא היה חלק מנבחרת ברזיל עד גיל 17 במהלך טורניר דרום אמריקה עד גיל 17 ב-2013, בו זכה ארתור יחד עם נבחרתו. ב-15 בספטמבר 2017, קיבל ארתור זימון לבוגרים של נבחרת ברזיל במהלך מוקדמות מונדיאל 2018, לקראת המשחקים מול בוליביה וצ'ילה, אך טרם ערך הופעת בכורה בנבחרת הבוגרת. במאי 2018 נבחר לסגל המורחב של ברזיל לקראת מונדיאל 2018 אך לבסוף לא זומן. ב-7 בספטמבר 2018 ערך את הופעתו הבכורה בנבחרת בניצחון 2–0 על ארצות הברית. בקופה אמריקה 2019 שהתקיים בברזיל הפך לשחקן סגל ושיחק בכל המשחקים, בסיומן זכה עם נבחרתו בגביע.