23 мая 2007 года в товарищеском матче против сборной Ирландии Паласиос дебютировал за сборную Эквадора. В том же году он попал с заявку национальной команды на участие в Кубке Америки в Венесуэле. На турнире Пабло был запасным и не сыграл ни минуты. 10 июня 2009 года в отборочном матче чемпионата мира 2010 против сборной Аргентины Паласиос забил свой первый гол за национальную команду.