Pela Seleção Espanhola, conquistou a Euro 2008, a Copa do Mundo FIFA de 2010 e a Euro 2012. Em 2008 fixou-se como um dos principais jogadores na conquista espanhola, marcando o gol do título na final contra a Alemanha, dando o título à "Fúria" após 44 anos sem conquistas continentais – e também fez parte do elenco espanhol que conquistou a Copa do Mundo de 2010, disputada na África do Sul. Seu desempenho, entretanto, foi bastante prejudicado devido a uma lesão no joelho sofrida às vésperas do torneio, e Torres não conseguiu marcar nenhum gol.