Em 2006, Gasol foi chamado para a Seleção Espanhola que iria disputar o Campeonato Mundial de Basquetebol Masculino de 2006 como substituto de Fran Vázquez. A Espanha conquistou a medalha de ouro nesse torneio, assim como no EuroBasket de 2009 e no EuroBasket de 2011. Ele também ganhou medalhas de prata no EuroBasket de 2007, nos Jogos Olímpicos de 2008 e nos Jogos Olímpicos de 2012. Ele também ganhou a medalha de bronze no EuroBasket de 2013 e no EuroBasket de 2017.