Diogo to podstawowy gracz brazylijskiej reprezentacji U-20. Z drużyną tą zdobył w 2009 roku mistrzostwo Ameryki Południowej. W tym samym roku wziął udział w rozgrywanych w Egipcie Mistrzostwach Świata U-20. Wystąpił w 6 z 7 meczów rozegranych przez Brazylię, w tym w przegranym finale z reprezentacją Ghany. Obok Niemca Kopplin’a należał do najlepszych graczy na swojej pozycji.