Putellas debuteerde in juni 2013 voor het nationaal elftal in een oefenwedstrijd tegen Denemarken in voorbereiding op het EK 2013. Op het toernooi zelf speelde ze vier wedstrijden en Putellas maakte de eerste groepswedstrijd tegen Engeland in blessuretijd het winnende doelpunt. In 2015 behoorde ze tot de Spaanse selectie voor het WK in Canada. Putellas startte in alle drie de wedstrijden van Spanje in de basis. In 2017 won Putellas met Spanje de Algarve Cup. In 2017 speelde ze op het Europees kampioenschap in Nederland. Op dit toernooi bereikte Putellas met Spanje de kwartfinales.