Mit der U-19-Auswahl gewann er 2011 die EM in Rumänien. Deulofeu kam in allen fünf Spielen zum Einsatz und erzielte im Halbfinale den Führungstreffer beim 5:0-Sieg über Irland. Ein Jahr später wiederholte er den Triumph bei der U-19-EM in Estland, spielte erneut in allen fünf Partien und avancierte im Halbfinale gegen Frankreich zum Spieler des Spiels. In dieser Begegnung hatte er zunächst zwei Treffer in der regulären Spielzeit erzielt und im Elfmeterschießen den letzten und entscheidenden Elfmeter verwandelt. Anschließend wurde er zum besten Spieler des Turniers gekürt.