Dio juga memiliki pengalaman bermain untuk tim nasional Indonesia. Pada tahun 2012, ia menjadi pemain termuda di skuad Indonesia U-22 untuk Kualifikasi Kejuaraan AFC U-22 2013. Tahun berikutnya, Dio dan tiga pemain lainnya dipanggil untuk bergabung dengan tim Indonesia U-19 dalam Kualifikasi Kejuaraan AFC U-19 2014. Tim tersebut berhasil lolos ke Kejuaraan AFC U-19 2014 setelah menjadi juara Grup G.
Meskipun kini Dio telah pensiun dari dunia sepakbola, namanya tetap dikenang sebagai salah satu pemain muda berbakat Indonesia. Karier Dio Permana sebagai gelandang telah memberikan kontribusi yang berarti bagi perkembangan sepakbola Indonesia."