Fue convocado con España para la Eurocopa de 2008 y jugó en la victoria de España ante Rusia, donde Villa le dedicó un tanto (4-1). En el siguiente partido fue duramente criticado, ya que, tras ser sustituido, aparentemente rechazó estrechar la mano al seleccionador nacional Luis Aragonés. Posteriormente afirmó que en realidad no estaba enfadado con Aragonés, sino consigo mismo. Anotó su primer tanto en la competición en la victoria del combinado español ante Suecia (2-1). Pero el gol más importante con la Selección y quizás de su carrera lo anotó en la final ya que suyo fue el único tanto ante Alemania (1-0), y fue nombrado hombre del encuentro. Tras la victoria afirmó: «Es un sueño hecho realidad. Es mi primer título y espero que sea el primero de muchos. Una victoria en la Eurocopa, vale casi como un título mundial. Solíamos ver las finales en televisión, pero hoy hemos estado aquí y hemos ganado. Mi trabajo es marcar goles. Quiero marcar más goles y ser el futbolista más importante de Europa y del mundo.» Él y Villa fueron elegidos como los dos delanteros del once ideal de la Eurocopa.