Nel giugno del 2012 viene inserito dal CT del Bosque nella lista dei partecipanti ad Euro 2012 in Polonia e Ucraina. Va a segno nella seconda giornata del girone eliminatorio nel 4-0 ai danni dell'Irlanda, ripetendosi poi anche nella finale di Kiev, nell'incontro vinto 4-0 contro l'Italia. Dopo aver partecipato alla sfortunata spedizione spagnola per il campionato del mondo del 2014, in cui le "Furie rosse" vengono eliminate nella fase a gironi, Silva viene anche convocato per il campionato d'Europa del 2016 in Francia, competizione che si conclude con un'eliminazione agli ottavi di finale contro l'Italia. Il 21 maggio 2018 viene incluso dal commissario tecnico della Spagna Lopetegui nella lista dei convocati per il campionato del mondo del 2018, che per la nazionale spagnola si conclude agli ottavi di finale, nei quali viene sconfitta ai rigori dai padroni di casa della Russia.