Durch seine Leistungen bei Athletico Paranaense gelang Luan Patrick der Sprung in die brasilianische U17-Nationalmannschaft. Bei der U17-Weltmeisterschaft 2019 im eigenen Land, bei der die Brasilianer den Titel gewannen, kam er in allen Partien zum Einsatz, so auch beim 2:1-Finalsieg gegen Mexiko. Zudem absolvierte er drei Partien für die brasilianischen U18-Junioren.