In der spanischen Nationalmannschaft debütierte Ángel Fernández am 29. April 2015 gegen Deutschland. Er bestritt bisher 75 Länderspiele, in denen er 231 Tore erzielte. Sein erstes großes Turnier war die Weltmeisterschaft 2017, bei der Spanien Fünfter wurde. Beim Gewinn der Europameisterschaft 2018 wurde er nach dem Auftaktspiel durch Aitor Ariño ersetzt. Auch bei seiner zweiten Weltmeisterschaft 2019 kam er mit den Iberern nicht über den 7. Platz hinaus. Dafür wurde er bei der Europameisterschaft 2020 erneut Europameister, diesmal warf er 33 Tore in acht Spielen. Bei seiner dritten Weltmeisterschaft 2021 gewann er die Bronzemedaille. Im Jahr 2021 nahm er an den Olympischen Spielen in Tokio teil, bei denen Spanien ebenfalls die Bronzemedaille errang.