Fernández reprezentuje seniorský španělský národní tým na mezinárodní úrovni. Vyhrál dva tituly FIBA World Cup v letech 2006 a 2019, dvě olympijské stříbrné medaile v letech 2008 a 2012
, stejně jako bronzovou medaili na Letních olympijských hrách 2016. Také vyhrál tři EuroBasket tituly v letech 2009, 2011 a 2015, stříbrnou medaili v roce 2007 a bronzovou medaili v roce 2013. Fernández si v roce 2009 zasloužil výběr do All-EuroBasket Team.