Fuentes Debüt in der Nationalmannschaft gab er im Jahr 2003, als er vom damaligen Trainer Juvenal Olmos für das in Chile ausgetragene Qualifikationsturnier für das Olympische Fußballturnier 2004 in Athen nominiert wurde. Einige Zeit später holte ihn der neue Trainer Nelson Acosta in die A-Nationalmannschaft, nahm ihn auch zur Copa América 2007 in Venezuela mit, wo der Innenverteidiger in allen Spielen eingesetzt wurde. Im Mai 2010 wurde Fuentes von Trainer Marcelo Bielsa in den Kader der Chilenischen Nationalmannschaft bei der Fußball-Weltmeisterschaft 2010 in Südafrika. Obwohl er während der Qualifikation zur WM einen Stammplatz unter Bielsa hatte, stand er während des Weltmeisterschaftsturniers in der zweiten Reihe hinter Waldo Ponce und Gary Medel.