W seniorskiej reprezentacji Meksyku Ayala zadebiutował za kadencji selekcjonera Javiera Aguirre, 11 marca 2009 w wygranym 5:1 meczu towarzyskim z Boliwią. Kilka lat później wziął udział w eliminacjach do Mistrzostw Świata w Brazylii, podczas których rozegrał jednak tylko cztery z osiemnastu spotkań i nie znalazł się w ostatecznym składzie na mundial. W 2015 roku został powołany przez Miguela Herrerę do rezerwowej reprezentacji na turniej Copa América. Tam był podstawowym stoperem zespołu, wystąpił od pierwszej do ostatniej minuty we wszystkich trzech meczach, a jego kadra odpadła z rozgrywek już w fazie grupowej.