Педро дебютировал за основную сборную страны 29 мая 2010 года в товарищеском матче против Саудовской Аравии, закончившемся победой сборной Испании со счетом 3:2. 8 июня 2010 года в товарищеском матче против сборной Польши Педро забивает свой первый гол за сборную, а также ассистирует Фернандо Торресу (разгром поляков — 6:0). В 2010 году попал в заявку сборной Испании на чемпионат мира 2010 в ЮАР, где играл под 18 номером и стал чемпионом мира. Через два года Педро вместе с Испанией стал чемпионом Европы. 12 октября 2012 года Педро в составе сборной Испании в рамках отборочного турнира на чемпионат мира 2014 оформил первый, в профессиональной карьере, хет-трик в ворота сборной Белоруссии (0:4).