Kesuksesan Spanyol di Euro 2008 meraih kualifikasi negara sebagai juara Eropa untuk Piala Konfederasi FIFA 2009, sebuah pengembang tirai untuk Piala Dunia FIFA 2010 yang diadakan di Afrika Selatan. Torres mencetak tiga gol di turnamen tersebut, sebuah hat-trick dalam kemenangan 5–0 Spanyol atas Selandia Baru pada 14 Juni. "Treble"-nya, yang dicetak dalam 11 menit dari "kick-off", adalah hat-trick tercepat yang dicetak dalam sejarah kompetisi tersebut. Ia gagal mencetak skor di Piala Dunia setahun kemudian namun menjadi bagian dari skuat Spanyol yang memenangkan turnamen tersebut, tampil sebagai pemain cadangan di final.