Kariera reprezentacyjna W 2021 zadebiutował w reprezentacji Hiszpanii U-15. W maju 2023 poinformowano, że Yamal rozważa reprezentowanie Maroka. Wybrał jednak reprezentację Hiszpanii, w której zadebiutował 8 września 2023 i strzelając bramkę w wygranym 7:1 meczu z kadrą Gruzji stał się jednocześnie najmłodszym piłkarzem z golem w historii hiszpańskiej kadry narodowej. Dokonał tego mając 16 lat i 57 dni. 9 lipca 2024 w półfinale Mistrzostw Europy 2024 w Niemczech zdobył gola dla Hiszpanii przeciwko Francji, uderzając zza pola karnego i tym samym stał się najmłodszym strzelcem w historii Euro, cztery dni przed swoimi 17. urodzinami i ponad rok młodszy od poprzedniego rekordzisty Johana Vonlanthena. 14 lipca 2024 w finale Mistrzostw Europy 2024 zagrał w wyjściowym składzie wygranym 2:1 przeciwko Anglii, uczyniło go najmłodszym piłkarzem, który wygrał Mistrzostwa Europy., a także asystował skrzydłowemu Nico Williamsowi przy pierwszej bramce dla Hiszpanii w finale, stając się tym samym najmłodszym piłkarzem, który miał udział w strzelaniu gola w finale mistrzowskiego turnieju.