En junio de 2011 estuvo en los planes del técnico Claudio Borghi para integrar la nómina para disputar la Copa América a disputarse en Argentina, pero finalmente no fue convocado debido a una lesión. Finalmente su regreso se dio el 7 de octubre de 2011 frente a en un partido válido por la primera fecha de las Clasificatorias al Mundial de Brasil 2014, volviendo a jugar por la selección tras cinco años. Sin embargo, Chile perdió por 4-1 en Buenos Aires y fue sustituido a los 55 minutos por Eduardo Vargas. Tras estar un tiempo fuera de las nóminas, Pinilla regresó el 11 de septiembre de 2012 en un partido clasificatorio frente a en Santiago, que acabó con derrota por 1-3 e ingresó al minuto 82 en desmedró de Alexis Sánchez. 1 año más tarde, el técnico Jorge Sampaoli le convocó para disputar los últimos 2 partidos de las clasificatorias frente a Colombia y Ecuador, jugando los últimos minutos de este último el 15 de octubre de 2013 donde Chile ganó 2-1, logrando la clasificación al Mundial en el tercer puesto con 28 puntos. Pinilla sería convocado nuevamente en marzo de 2014 para un partido amistoso frente a (futuros campeones del mundo) donde jugaría los últimos minuto del partido, aunque el partido terminaría 1-0 en contra en el Mercedes-Benz Arena. En mayo de mismo año participó en la victoria 3-2 sobre Egipto, pero Pinilla se reconciliaría con el gol frente a la selección de Irlanda del Norte en el Estadio Elías Figueroa Brander (partidos amistosos previos al Mundial Brasil 2014), ingresó al minuto 77 por Gary Medel y solo cinco minutos después batió al arquero norirlandés para decretar el 2-0 final volviendo a marcar por la selección luego de 9 años.