Ο Πάτο πραγματοποίησε το ντεμπούτο του με την εθνική αντρών της Βραζιλίας το 2008 και ήταν μέλος της αποστολής στο κύπελλο συνομοσπονδιών του 2009 και του Κόπα Αμέρικα 2011. Επίσης έχει κερδίσει δύο συνεχόμενα ολυμπιακά μετάλλια, χάλκινο το 2008 και ασημένιο το 2012.