2006. aastal nimetati Gasol Hispaania rahvuskoondisse 2006. aasta FIBA maailmameistrivõistlusele Jaapanis, asendades NBA drafttee Fran Vázquezi. Hispaania võitis Jaapanis kuldmedali, samuti EuroBasket 2009. Ta võitis ka hõbedamedaali EuroBasket 2007, 2008. aasta suveolümpiamängudel.
, ja 2012. aasta suveolümpiamängud. Ta võitis oma teise maailmameistrivõistluse tiitli Hispaania meeskonnaga 2019. aasta FIBA maailmameistrivõistlustel Hiinas.