Jugó 2 Mundiales con la selección española
Gento debutó como internacional en 1955 y disputó 43 partidos hasta 1969.
Al final de su segunda temporada en el Real Madrid, Paco Gento debutó como internacional ante Inglaterra. Era el 18 de mayo de 1955 y el escenario fue el Santiago Bernabéu. Así comenzó una trayectoria en el equipo nacional que duraría más de 14 años.
Entre los momentos destacados de Gento con España se encuentra el gol a Irlanda del Norte en el camino hacia la Eurocopa de 1964. Un tanto suyo en Belfast en la fase eliminatoria permitió que la selección avanzara de ronda en un torneo que terminaría conquistando meses después. En total marcó 5 goles con España y también disputó dos fases finales del Mundial: en Chile 62 e Inglaterra 66. Su último partido con la selección fue el 15 de octubre de 1969, ante Finlandia, en La Línea de la Concepción.