Kariera reprezentacyjna 5 listopada 2014 Ceballos otrzymał powołąnie do reprezentacji Hiszpanii do lat 19, zaliczając później występy przeciwko Niemcom, Francji oraz Grecji podczas turnieju rozgrywanego w tym ostatnim kraju. W zespole narodowym do lat 21 zadebiutował 26 marca 2015, zastępując Samuela Castillejo w drugioej połowie wygranego 2:0 meczu z Norwegią. Cztery dni później wyszedł w podstawowym składzie na wygrane 4:0 spotkanie z Białorusią.
Rozgrywane w Polsce młodzieżowe Mistrzostwa Europy Ceballos rozpoczął na ławce rezerwowych, z czasem jednak zaczął grać częściej i pomógł drużynie zająć drugie miejsce. Jednocześnie został wybrany najlepszym zawodnikiem całego turnieju.
11 sierpnia 2018 roku Ceballos zadebiutował w seniorskiej reprezentacji Hiszpanii, rozgrywając cały wygrany 6:0 mecz Ligi Narodów UEFA przeciwko Chorwacji. Swojego pierwszego gola w pierwszym zespole narodowym zdobył 15 listopada tego samego roku w przegranym 2:3 spotkaniu z tym samym przeciwnikiem w ramach tych samych rozgrywek.
Wraz z drużyną do lat 21 sięgnął w 2019 roku po tytuł Mistrza Europy.