Tim Spanyol junior
Pada tahun 2013, De la Fuente ditunjuk untuk melatih timnas Spanyol U-19. Di sinilah dia mulai membangun reputasinya sebagai pelatih muda yang berbakat. Dia memimpin timnya meraih kesuksesan besar, termasuk memenangkan Kejuaraan Eropa U-19 2015.
Prestasi gemilang de la Fuente tidak berhenti di situ. Di tahun 2018, dia dipromosikan untuk melatih timnas Spanyol U-21. Di bawah asuhannya, tim U-21 Spanyol menjelma menjadi tim yang kuat dan meraih gelar Kejuaraan Eropa U-21 2019.
Puncak pencapaian de la Fuente bersama timnas junior Spanyol terjadi di Olimpiade Tokyo 2020. Dia memimpin tim U-23 Spanyol meraih medali perak, menunjukkan kemampuannya di level tertinggi.
Tim Spanyol senior
Keberhasilan de la Fuente di level junior menarik perhatian Federasi Sepak Bola Spanyol (RFEF). Pada tahun 2022, ketika Luis Enrique mundur dari timnas senior akibat performanya yang tidak memuaskan di Piala Dunia tahun 2022,[6] de la Fuente ditunjuk untuk menggantikannya. Ia secara resmi diperkenalkan empat hari kemudian, dengan kontrak yang berlaku hingga Euro 2024 dengan opsi untuk diperpanjang.[7]
De la Fuente menang 3–0 dalam kualifikasi Eropa di kandang melawan Norwegia dalam pertandingan pertamanya pada 25 Maret 2023, dengan dua gol dari pemain debutan berusia 32 tahun, Joselu.[8] Ia memimpin negaranya menjuarai Liga Negara UEFA 2023 untuk pertama kalinya setelah mengalahkan Kroasia 5–4 melalui adu penalti setelah hasil imbang 0–0 di Rotterdam.[9]
Spanyol menyelesaikan babak grup Euro 2024 di posisi pertama, mencetak lima gol dan tidak kebobolan satu gol pun.[10] Tim asuhan De la Fuente kemudian meraih trofi Euro 2024 setelah mengalahkan Inggris 2–1 di final, juga mencatatkan 7 pertandingan dengan 7 kemenangan.[11]
Pada Januari 2025, de la Fuente memperpanjang kontraknya hingga Euro 2028.[12] Setelah finis pertama dalam kualifikasi Piala Dunia 2026, De la Fuente membawa Spanyol memimpin di Grup H Piala Dunia FIFA 2026 hingga akhirnya mencapai final yang menjadi final pertama mereka sejak 2010. Spanyol ditangannya memasukkan 13 gol dan hanya satu gol kebobolan, yang dicetak oleh Charles De Ketelaere dari Belgia di perempat final.[13][14][15][16][17] Di final, Spanyol mengalahkan Argentina 1–0 setelah gol Ferran Torres di perpanjangan waktu untuk menjuarai Piala Dunia kali kedua mereka. De la Fuente menjadi pelatih tertua yang memenangkan turnamen ini pada usia 65 tahun dan 28 hari, melampaui rekor sebelumnya yang dipegang oleh rekan senegaranya Vicente del Bosque.[18] Sejak Maret 2024, ia memimpin Spanyol meraih rekor dunia sepanjang masa tak terkalahkan terpanjang dalam sepak bola internasional putra, 38 pertandingan berturut-turut tanpa kekalahan dalam waktu normal, termasuk semua pertandingan di Kejuaraan Eropa dan Piala Dunia pertamanya.[19][20]