Nachdem André Carrillo zuvor bereits mehrfach für die peruanische Fußballnationalmannschaft nominiert wurde, kam er während Gruppenphase der Copa América am 12. Juli 2011 gegen Chile erstmals zum Einsatz. In einem unglücklichen Debüt schoss er nach seiner Einwechslung in der 72. Minute in der Nachspielzeit ein Eigentor zum 0:1-Endstand. Die Peruaner erreichten dennoch den dritten Turnierplatz, Carrillo kam aber nicht mehr zum Einsatz. Ab dem Freundschaftsspiel gegen Tunesien im Februar 2012 wurde er regelmäßiger eingesetzt. Bei der Copa América 2015 erreichte Peru mit Carrillo im Kader erneut den dritten Platz. Der Flügelspieler kam in vier von sechs Spielen zum Einsatz.