Sélectionné en équipe d'Espagne depuis 2009, Sergio Busquets remporte la Coupe du monde 2010 en Afrique du Sud, jouant tous les matchs comme titulaire. Deux ans plus tard, il remporte le championnat d'Europe 2012 face à l'Italie mais subit l'élimination de la "Roja" au Mondial 2014 au Brésil.