Palencia formó parte del equipo mexicano que disputó las eliminatorias rumbo al Mundial de Corea-Japón 2002, anotándole a durante esa fase. En la Copa del Mundo, jugó los partidos ante las selecciones de Croacia e Italia sin conseguir gol en el certamen. Participó en algunos cotejos de eliminatoria rumbo a los mundiales de Alemania 2006 y Sudáfrica 2010, anotando ante en 2004 y en 2009, pero sin ser convocado para las fases finales.