Vitolo vertegenwoordigde het Spaans voetbalelftal onder 20 op het Wereldkampioenschap van 2013 dat werd gehouden op de Verenigde Arabische Emiraten, naast onder meer Sergio García en Andrés Iniesta. Ondanks deze zware concurrentie speelde hij voortdurend met een mooie tweede plaats na Brazilië als eindresultaat.