Kemudian, pada 2018, pelatih berusia 61 tahun itu membantu Spanyol U-18 meraih medali emas di Mediterranean Games. Lalu, pada Juli 2018 di ditunjuk menjadi pelatih Spanyol U-21. Bersama tim berjulukan La Rojita itu berhasil dibawanya juara Piala Eropa U-21 pada 2019, serta menyabet medali perak Olimpiade Tokyo 2020.
Luis de la Fuentes nantinya akan dipresentasikan sebagai pelatih Timnas Spanyol yang baru pada Senin (12/12/2022). Sebab, saat ini proses penyelesaian dokumen pengangkatannya masih dikerjakan.
Nantinya, dia akan melakukan debutnya bersama La Furia Roja pada Maret 2023 dalam laga kualifikasi Piala Eropa 2024. Dua laga perdananya adalah melawan Norwegia dan Skotlandia.