Suárez speelde tweeëndertig interlands voor Spanje, waarin hij veertien doelpunten maakte. Hij maakte zijn debuut op 30 januari 1957 tegen Nederland in de wedstrijd die met 5-1 werd gewonnen door de Spanjaarden. De aanvaller werd in 1964 met Spanje Europees kampioen tijdens het EK in eigen land. In de finale werd met 2-1 gewonnen van de Sovjet-Unie en Suárez was de grote uitblinker. Op het WK 1962 in Chili en het WK 1966 in Engeland kon Suárez met Spanje al na de eerste ronde naar huis. Op 12 april 1972 speelde Suárez tegen Griekenland zijn laatste interland.