Un giocatore internazionale per il Brasile dal 2003, Diego ha vinto 34 caps e ha segnato quattro gol internazionali. Ha fatto parte delle squadre brasiliane che hanno finito come runner-up alla Coppa d'Oro CONCACAF 2003, ha vinto la Copa América nel 2004
e 2007, e ha vinto una medaglia di bronzo alle Olimpiadi del 2008.