W 2005 roku Llorente znalazł się w młodzieżowej reprezentacji Hiszpanii U-20 na MŚ U-20 w 2005. Tam spisywał się całkiem udanie – najpierw zdobył bramkę w meczu z Marokiem (3:1), a następnie zaliczył cztery trafienia w spotkaniu z Chile (7:0). Z 5 golami został wicekrólem strzelców turnieju, z Hiszpanią odpadł w 1/4 finału.