Denílson ha fatto il suo debutto per il Brasile nel novembre 1996 all'età di 19 anni, contro il Camerun. È stato chiamato per la squadra che ha gareggiato alla Coppa del Mondo FIFA 1998, apparendo in tutte le partite per gli eventuali runner-up; l'anno precedente, è stato anche selezionato per la Copa América del 1997
e la Coppa delle Confederazioni FIFA 1997, vincendo entrambi i tornei e complessivamente dieci presenze (due gol).