Po raz pierwszy do reprezentacji Brazylii Carvalho został powołany na rozegrany 16 sierpnia 2006 roku mecz z Norwegią. W spotkaniu tym jednak nie wystąpił, a w drużynie narodowej zadebiutował 3 września w wygranym 3:0 pojedynku przeciwko Argentynie. Wcześniej razem z młodzieżową reprezentacją swojego kraju zdobył Mistrzostwo Świata U-20 2007.