Beliau telah dipilih oleh pengurus Luiz Felipe Scolari untuk Piala Konfederasi FIFA 2013 yang diadakan di tanah airnya, Brazil. Dalam perlawanan pembukaan pada 15 Jun menentang Jepun, Paulinho menjaringkan gol kedua Brazil, keputusannya Brazil menang 3–0. Dalam perlawanan separuh akhir menentang Uruguay pada 26 Jun, Paulinho menjaringkan gol kemenangan Brazil pada minit ke-86 untuk menghantar negaranya ke perlawanan akhir. Dalam perlawanan akhir, Brazil membenam Sepanyol yang pernah menjadi juara dunia dan dua kali juara Eropah, 3-0. Paulinho menerima anugerah Bola Gangsa, iaitu pemain ketiga terbaik kejohanan.