Con la maglia del Brasile partecipò alla Copa América 2001. L'edizione di quell'anno fu un vero fallimento per la "Seleção", eliminata ai quarti di finale dal modesto Honduras, ripescato in sostituzione dell'Argentina, che non volle partecipare a causa della guerra in Colombia, che ospitava la manifestazione. Tuttavia Denílson diede un buon contributo, segnando 2 reti in 4 gare disputate.