Pena gehört zum Kader der spanischen Nationalmannschaft, für die sie bisher 162 Länderspiele bestritt, in denen sie 541 Tore erzielte. Mit Spanien nahm sie an den Weltmeisterschaften 2011 und 2013 teil, sowie an den Europameisterschaften 2010, 2012 und 2014. Dabei gewann sie 2011 die Bronze- und 2014 die Silbermedaille und wurde beim Turnier 2010 ins All-Star-Team gewählt. Sie nahm an den Olympischen Spielen 2016 in Rio de Janeiro teil. Bei der Weltmeisterschaft 2019 gewann sie mit der spanischen Auswahl die Silbermedaille. Mit der spanischen Auswahl nahm sie an den Olympischen Spielen in Tokio teil.