V létě 2012 byl napsán na soupisku pro Letní olympijské hry 2012 (hráči do 23 let) v Londýně. Španělsko, které mělo na soupisce i hráče z A-mužstva, zde bylo po vítězství na EURU 2012 největším favoritem, ale po dvou prohrách 0:1 (s Japonskem a Hondurasem) a jedné remíze s Marokem (0:0), vypadlo překvapivě již v základní skupině. D. David de Gea odchytal všechna tři utkání svého týmu.