Setelah bermain secara total 21 kali dan mencetak tujuh gol di timnas tingkat junior, termasuk mencapai final Piala Dunia U-20 FIFA 2015 dan memenangkan medali emas Olimpiade pada Olimpiade Musim Panas 2016, Jesus akhirnya melakukan debut seniornya untuk Brasil pada September 2016, dan merupakan bagian dari skuad yang ambil bagian pada Piala Dunia FIFA 2018, kemudian juga berpartisipasi di Copa América pada tahun 2019 dan 2021, memenangkan turnamen tersebut pada 2019.