Jabarkan Internasional dari Fernando Llorente

Pada 14 November 2008, manajer tim nasional senior Vicente del Bosque memanggil Llorente untuk pertandingan persahabatan melawan Chili ;  dia dimasukkan sebagai pemain pengganti pada menit ke-72 dari kemenangan 3-0.  Dia mencetak gol pertamanya di menit ke-64 dari kemenangan persahabatan 2-0 atas Inggris pada 11 Februari 2009, setelah keluar dari bangku cadangan.  Setelah mencetak 14 goluntuk Athletic pada 2008-09, dia ditunjuk oleh del Bosque dalam skuad 23 orangnya untuk Piala Konfederasi FIFA 2009. Dia digunakan sebagai pemain pengganti melawan tuan rumah Afrika Selatan , dan menutup kemenangan 2-0.

Llorente tidak dipilih selama musim 2009-10, karena Vicente del Bosque lebih menyukai Álvaro Negredo. Dia, bagaimanapun, dipilih untuk Piala Dunia FIFA 2010 di Afrika Selatan sebagai striker pilihan ketiga.

Pada 8 Oktober 2010, memanfaatkan cedera Fernando Torres, Llorente menjadi starter di kualifikasi Euro 2012 melawan Lituania di Salamanca , mencetak gol dengan dua sundulan dalam kemenangan 3–1.  Empat hari kemudian, sebagai pemain pengganti, dia mencetak gol kemenangan melawan Skotlandia dalam kemenangan 3–2 di Hampden Park. Ia terpilih untuk Kejuaraan Eropa UEFA 2012 di Polandia dan Ukraina.