卡索拉在西班牙U-21国家队中开始了他的国际职业生涯，由伊纳基·萨埃斯（Iñaki Sáez）执教。他被征召参加与意大利U-21国家队的2004年夏季奥运会足球预选赛，在首场比赛中替补出场，于第77分钟替下哈维尔·阿里兹门迪，但因为西班牙未能最终晋级比赛，所以未参加第二回合比赛。[19]

尽管在俱乐部足球中取得了成功，卡索拉在维森特·德尔·博斯克执教期间，很难在西班牙国家队中获得常规首发机会。[20]

2008年5月17日，西班牙国家队主教练路易斯·阿拉贡内斯在2008年欧洲杯阵容中出人意料地选入了尚未代表国家队出场的卡索拉和塞尔吉奥·加西亚，而非更有经验的边锋球员乔金和阿尔贝特·里埃拉。[21]阿拉贡内斯对这个决定进行了辩解，他说：“卡索拉和加西亚是表现非常出色且有可能入选国家队的球员。在考虑每个球员状态的情况下，我最终选择了里埃拉和卡索拉之间。”[22]

在2008年5月31日首次代表国家队出场，并在与秘鲁的一场友谊赛中以2-1获胜后，卡索拉在欧洲杯小组赛对阵俄罗斯、[23]瑞典、[24]和希腊的比赛中替补登场，以及在对阵意大利的四分之一决赛中替补出场并在随后的点球大战中罚进点球，帮助西班牙队获胜。[25]在决赛中，他替换大卫·席尔瓦上场踢了最后25分钟，帮助西班牙队以1-0击败德国，赢得了他们44年来的第一个大型锦标赛冠军。[26]

2008年11月19日，卡索拉在对阵智利的一场友谊赛中打进他的首个国际进球，这场比赛以3-0在他所在俱乐部的主场获胜。他也入选了次年的联合会杯大名单，并在几场比赛中替补登场。

由于腹股沟伤势，卡索拉错过了2010年国际足联世界杯，之后他重返国家队。2011年6月4日，在马萨诸塞州福克斯博罗市与美国男子国家足球队的友谊赛上卡索拉在上半场攻入两球，帮助西班牙队以4-0取得胜利。[27][28]

卡索拉入选了西班牙队参加在波兰和乌克兰举行的2012年欧洲杯的阵容。他在对阵爱尔兰（4-0小组赛胜利）[29]和法国（2-0, 四分之一决赛）[30]的比赛中各上场10分钟和6分钟，并为最终的冠军球队出场。

卡索拉入选了西班牙参加2014年国际足联世界杯的30人预备队名单，[31]并入选了最终参赛名单。[32]6月19日，他在小组赛第二场对阵智利的比赛中替补出场，比赛最后14分钟替下佩德罗。西班牙队以0-2失利，被淘汰出局。[33]他在最后一场对阵澳大利亚的无关比赛中首发出场，西班牙队获得胜利。

2015年10月9日，卡索拉在对阵卢森堡的比赛中攻入两球，帮助西班牙以4-0获胜，这场比赛也使西班牙队获得了2016年欧洲杯的资格。[34]他在接下来的一个月的一场友谊赛中出场并攻入一球，对阵英格兰获胜。[35]然而，由于刚刚从伤病中恢复，他未能入选参加欧洲杯2016的最终名单，[36]并且由于长期伤病问题，他在2016年和2017年没有为国家队效力。[37][38]

在克服伤病问题并在比利亚雷亚尔重返常规比赛后，卡索拉于2019年5月被征召入西班牙队，参加即将到来的2020年欧洲足球锦标赛预选赛比赛。[39]6月7日，他在1302天后首次代表西班牙出场，在4-1战胜法罗群岛的2020年欧洲足球锦标赛预选赛中首发登场。这也是卡索拉的一个里程碑时刻，他在比赛的下半场担任队长，取代了正常的队长塞尔吉奥·拉莫斯的位置。[40][41]