Bawah-20

Pada 1 April 2016, Paquetá telah dipanggil untuk mewakili pasukan bawah-20 Brazil dalam perlawanan persahabatan di Eropah.[12] Beliau menjaringkan gol dalam penampilan sulungnya ketika Brazil melakar kemenangan 2–1 ke atas England pada 4 September.

Pada Oktober 2016, beliau telah dipanggil untuk menghadapi kejohanan Quadrangular de Seleções yang disertai oleh pasukan bawah-20 dari negara Ecuador, Uruguay dan Chile.

Bawah-23

Ketika berusia 18 tahun, Paquetá telah dipanggil untuk menjalani latihan bersama pasukan bawah-23 Brazil dalam persiapan menghadapi Sukan Olimpik 2016. Jurulatih Rogério Micale telah memanggil pemain-pemain muda yang lahir pada tahun 1997 dan 1998 termasuk Lucas untuk mengambil bahagian sebelum menghadapi acara Sukan Olimpik 2020 di Tokyo.[13]

Pasukan senior

Pada tahun 2018, beliau telah dipilih dalam kalangan 12 pemain alternatif ke dalam skuad Piala Dunia 2018 di Rusia oleh jurulatih Tite. Dalam kalangan pemain tersebut, Lucas merupakan pemain termuda di dalam skuad Brazil.[14]

Pada 17 August 2018, Paquetá telah dipanggil buat pertama kali oleh pasukan senior Brazil untuk menghadapi perlawanan persahabatan menentang Amerika Syarikat dan El Salvador pada bulan September.[15] Pada 7 September, beliau melakukan penampilan sulungnya untuk Brazil dengan menggantikan Philippe Coutinho pada minnit ke-71 ketika perlawanan persahabatan menentang Amerika Syarikat.[16] Pada 23 Mac 2019, beliau menjaringkan gol pertamanya untuk Brazil ketika perlawanan persahabatan menentang Panama semasa beliau menyarung jersi ikonik Brazil bernombor 10.[17] Pada Mei 2019, beliau telah disenariakan ke dalam skuad Brazil dalam kejohanan Copa América 2019.[18]