Op 17 oktober maakte Pablo Barrera zijn debuut in het Mexicaans voetbalelftal in een oefeninterland tegen Guatemala. Hij maakte deel uit van de nationale selectie die deelnam aan de CONCACAF Gold Cup 2009 en en het wereldkampioenschap voetbal 2010. In Zuid-Afrika kwam Barrera voor het eerst in actie tijdens de met 0–2 gewonnen tweede groepswedstrijd tegen Frankrijk. Hij viel in de 31ste minuut in voor Carlos Vela. In de derde wedstrijd tegen Uruguay (0–1 verlies) speelde hij de tweede helft ter vervanging van Andrés Guardado. Barrera speelde de tweede helft van de met 3–1 verloren achtste finale tegen Argentinië voor de gewisselde Adolfo Bautista. In het kwalificatietoernooi voor het wereldkampioenschap voetbal 2014 speelde hij vier wedstrijden, evenals twee duels om de FIFA Confederations Cup 2013, maar bondscoach Miguel Herrera besloot hem buiten de definitieve WK-selectie te houden. De groepswedstrijd op het toernooi om de Confederations Cup tegen Japan (1–2 winst) was de laatste interland die Barrera speelde.