Neymar es convocando a la selección brasileña

Fue con la selección de Brasil en 2009 al Mundial de Fútbol Sub 17. Tras el Mundial de Sudáfrica, en 2010, le convocaron para jugar por primera vez con la selección absoluta. Debutó jugando contra Estados Unidos, y marcó un gol.

Tuvo una gran actuación en el Sudamericano Sub 20 de Perú, celebrado a principios de 2011, siendo pichichi tras marcar nueve tantos. Brasil ganó el campeonato y se clasificó para participar en los Juegos Olímpicos de Londres 2012.

En el primer partido amistoso de Brasil el 20 de julio de 2012, en contra de la nación anfitriona Gran Bretaña en el Riverside Stadium, Neymar participó en los dos goles de la victoria por 2-0. El 26 de julio de 2012, anotó su primer gol de los Juegos Olímpicos de 2012 en el primer partido de Brasil contra Egipto, que dio la victoria por 3-2 para Brasil. En el siguiente partido contra Bielorrusia, coló un tiro libre asegurado su lugar para los cuartos de final con una victoria por 3-1.

Neymar anotó su primer hat-trick internacional absoluto el 10 de septiembre de 2012, en la victoria por 8-0 sobre China en el estadio José do Rego Maciel en Recife. El 19 de septiembre, marcó un gol contra Argentina a la que con un 2-1 se le ganó el partido de ida del Superclásico de las Américas de 2012 celebrado en el Estadio Serra Dourada en Goiânia, Brasil.

Nominado para el FIFA Balón de Oro en 2011 y 2012.