Sau khi chơi cho Tây Ban Nha ở độ cấp độ U-16, U-19 và U-21, Rodri lần đầu tiên được triệu tập vào đội tuyển ngày 16 tháng 3 năm 2018 cho 2 trận giao hữu với Đức và Argentina.[19] Anh ra mắt 5 ngày sau đó, thay thế Thiago Alcântara vào cuối trận hòa 1-1 với Đức ở Düsseldorf.[20]

Ngày 24 tháng 5 năm 2021, Rodri có tên trong danh sách 24 cầu thủ của huấn luyện viên Luis Enrique cho UEFA Euro 2020, nơi anh và các đồng đội tiến tới bán kết và chỉ chịu thua trước Ý trên chấm luân lưu.[21] Năm 2022, anh cũng có tên trong danh sách 26 cầu thủ tham dự FIFA World Cup 2022, nơi anh và các đồng đội thất bại trước Maroc cũng trên chấm luân lưu.[22] Đến tháng 6 năm 2023, anh cùng với các đồng đội của mình giành chiếc cúp vô địch UEFA Nations League 2022–23.