Wallace também teve carreira de muito destaque com a seleção brasileira. Ele participou de três Olimpíadas, ganhando ouro na Rio 2016 e prata em Londres 2012, e também conquistou três medalhas no Campeonato Mundial, incluindo o bronze em 2022, que marcou sua despedida do time.
O oposto foi o grande destaque da campanha do quinto título mundial do Sada Cruzeiro em Uberlândia. Capitão da equipe, Wallace foi o maior pontuador do time mineiro em quatro das cinco partidas disputadas, incluindo a final, quando marcou 23 pontos na vitória sobre o italiano Trentino Itas. Com 108 pontos marcados, foi o maior pontuador da competição.
Escolhido para a Seleção do Mundial, Wallace foi um de quatro jogadores do Sada Cruzeiro selecionados – os outros foram o central Lucão, o levantador Matheus Brasília e o líbero Alexandre. O ponteiro Alessandro Michieletto e o central Marco Marco Pellacani, do Trentino, e o ponteiro Alireza Abdolhamidi, do terceiro colocado Foolad Sirjan Iranian, completaram a relação.