Fernández vertegenwoordigt het senior nationaal team van Spanje op internationaal niveau. Hij heeft twee FIBA World Cup titels gewonnen, in 2006 en 2019, twee Olympische zilveren medailles in 2008 en 2012
, evenals een bronzen medaille op de Olympische Zomerspelen 2016. Hij won ook drie EuroBasket-titels in 2009, 2011 en 2015, een zilveren medaille in 2007 en een bronzen medaille in 2013. Fernández verdiende een All-EuroBasket Team selectie in 2009.