Belaiu beberapa kali dipilih untuk menyertai pasukan Sepanyol. Luis menjaringkan hattrick semasa perlawanan menentang Slovakia dalam perlawanan play off bagi melayakkan diri ke Piala Dunia 2006. Selepas Sepanyol melayakkan diri, Luis dipilih menyertai skuad Sepanyol untuk beraksi semasa Piala Dunia 2006 di Jerman. Beliau menjaringkan satu gol dalam kemenangan 4-0 menentang Ukraine.