En équipe nationale espagnole, il est sélectionné pour la première fois à 20 ans le . Un de ses meilleurs souvenirs en équipe nationale restera la médaille de bronze au Mondial 2011 en Suède, « pour raisons personnelles » avoue-t-il, sa maman étant décédée quelques jours plus tôt. Même s’il regrette de ne pas avoir disputé les Jeux olympiques 2012 à Londres, Alberto Entrerrios peut regarder son parcours avec la Roja avec fierté : champion du monde en 2005 et en 2013, médaillé de bronze aux Jeux olympiques 2008 et vice-champion d'Europe en 2006. À l'issue du second titre de champion du monde remporté en Espagne où il est élu meilleur arrière gauche, il met fin à sa carrière internationale après plus de 15 années sous le maillot de la "Roja". Il compte alors 240 sélections et 726 buts marqués, soit le joueur le plus capé et le meilleur buteur de l'histoire de la sélection espagnole.