Cabezas gewann als Junior, an der Seite von späteren Stars wie Pau Gasol, Juan Carlos Navarro, José Calderón, Felipe Reyes oder Raül López, mit Spanien die U-18-Europameisterschaft 1998, das Albert-Schweitzer-Turnier 1998 sowie die Junioren-Weltmeisterschaft 1999. Mit der U-20 holte er 2000 die Bronzemedaille. In der A-Nationalmannschaft feierte er sein Debüt am 21. November 2001 gegen Rumänien in einem Qualifikationsspiel für die Basketball-Europameisterschaft 2003. Bei der WM 2006 holte er mit dem Nationalteam den ersten Weltmeistertitel der Geschichte für Spanien. Bei der EM 2007 erreichte er das Finale, wo die Mannschaft den Russen mit 59:60 unterlag. Bei der EM 2009 gelang Cabezas mit Spanien ein weiterer Titelerfolg.