Juan Antonio Orenga nahm als Junior mit Spanien an der U-16-Europameisterschaft 1983 in Tübingen teil, wo sein Team erst im Endspiel an Jugoslawien scheiterte. Sein erstes Spiel für die A-Nationalmannschaft feierte er am 24. November 1988 gegen die Schweiz. Bei der Basketball-Europameisterschaft 1991 gewann er mit Spanien die Bronzemedaille. Er war Teil des Kaders für die Olympischen Spiele 1992, für die Weltmeisterschaften 1994 und 1998 sowie für die Europameisterschaften 1993, 1995 und 1997, ein weiterer Podiumsplatz gelang ihm aber nicht. Insgesamt brachte er es auf 128 Einsätze im spanischen Nationalteam.