Suárez chơi 32 trận cho đội tuyển Tây Ban Nha và ghi được 14 bàn thắng từ năm 1957 tới 1972. Ông có trận ra mắt vào ngày 6 tháng 12 năm 1957 trong trận đại thắng 6-1 trước đội tuyển Hà Lan và có mặt trong cả hai World Cup: 1962 và 1966. Thành tích cao nhất của ông với đội tuyển Tây Ban Nha là chức vô địch Euro 1964 với các đồng đội Josep Fusté, Amancio Amaro, José Ángel Iribar và Jesus María Pereda.