Marc Gasol wurde während der Vorbereitungsphase zur Basketball-Weltmeisterschaft 2006 erstmals für die Nationalmannschaft nominiert und gewann dort mit Spanien schließlich die Goldmedaille. Ein Jahr später, bei der Basketball-Europameisterschaft 2007 im eigenen Land, erreichte er die Silbermedaille. Er nahm bei den Olympischen Spielen 2008 in Peking mit der spanischen Nationalmannschaft teil, dessen Finale sie gegen die USA mit 107:118 verloren. Bei der Europameisterschaft 2009 in Polen gewann er mit seinem Land die Goldmedaille, ebenso 2011 in Litauen.