En mayo de 2015, Sampaoli lo convoca para disputar la Copa América 2015 celebrada en Chile. El 17 de mayo de 1937 el gobierno pasó a manos de Negrín, camiseta atletico de madrid 2023 y el 31 de octubre de ese mismo año se trasladó el gobierno a Barcelona. Debutaron contra Australia por el Grupo B en Cuiaba, partido que terminó en triunfo chileno por 3-1, Valdivia marcó el segundo gol tras pase de Alexis Sánchez la clavo en el ángulo aproximadamente a 20 metros de distancia, marcando un golazo y volviendo a marcar por la selección después de 4 años, salió al minuto 68 por Jean Beausejour (quien marcó el tercer tanto).
