Nel 2006 Pato ha preso parte con la Nazionale brasiliana Under-18 alla Coppa Sendai, competizione di cui è stato capocannoniere con 4 reti in 3 partite , vincendo la competizione.
Con la Nazionale brasiliana Under-20 ha vinto il Campionato sudamericano Under-20 svoltosi in Paraguay nel 2007, diventando il goleador della sua squadra con 5 reti.
Sempre nello stesso anno ha partecipato ai Mondiali Under-20 disputatisi in Canada, dove il Brasile è stato eliminato negli ottavi dalla Spagna, con Pato che si è confermato capocannoniere della propria squadra segnando 3 reti in 4 partite.
Il 7 luglio 2008 è stato convocato da Dunga per le Olimpiadi di Pechino 2008. Il torneo si è concluso con la vittoria della medaglia di bronzo.
Il 5 luglio 2012 è stato inserito dal commissario tecnico Mano Menezes nella lista dei 18 convocati per le Olimpiadi di Londra.
La selezione brasiliana è riuscita ad ottenere la medaglia d’argento, venendo sconfitta in finale per 2-1 dal Messico.
È stato convocato dal CT Dunga per l’amichevole del 6 febbraio 2008 a Dublino contro l’Irlanda.
Nel maggio 2009 è stato convocato da Dunga per la Confederations Cup che si è svolta in Sudafrica il mese seguente. Durante la manifestazione, vinta con la nazionale verdeoro, Pato ha disputato solo 28 minuti.
Dopo l’esclusione dai Mondiali 2010 da parte di Dunga, è stato convocato da Mano Menezes per la sua prima gara da CT verdeoro, l’amichevole contro gli Stati Uniti del 10 agosto 2010.
Nel giugno 2011 è stato inserito nella lista dei 22 giocatori convocati da Menezes per la Copa América 2011 in Argentina, nonostante l’infortunio alla spalla.
Il 14 luglio 2011, nell’ultima partita della fase a gironi della Coppa America, ha messo a segno la sua prima doppietta in nazionale nella vittoria del Brasile contro l’Ecuador per 4-2.
Nel corso del torneo Pato ha disputato tutte le 4 partite della Seleção segnando 2 reti.
Trofei vinti
Campionato Paulista: 1 Corinthians: 2013
Competizioni nazionali Campionato italiano: 1 Milan: 2010-2011
Supercoppa italiana: 1 Milan: 2011
Competizioni internazionali
Coppa del mondo per club: 1 Internacional: 2006
Recopa Sudamericana: 2 Internacional: 2007 Corinthians: 2013
Competizioni giovanili e olimpiche
Campionato sudamericano Under-20: 1 2007
Bronzo olimpico: 1 Pechino 2008
Argento olimpico: 1 Londra 2012
Competizioni maggiori
Confederations Cup: 1 2009
Capocannoniere del campionato brasiliano Under-20: 1 2006 (7 gol)
European Golden Boy: 1 2009
Oscar del calcio AIC: 1 Miglior giovane: 2009

