Skriv en fortsættelse til dette afsnit - Den 7. oktober 2015 debuterede Mayoral for U21-holdet i en kvalifikationskamp mod Georgien til EM 2017
; han erstattede Samu Castillejo med en time spillet, og ni minutter senere omdannede Saúl Ñíguez' assist til en 5 til 2 comeback-sejr. Han scorede et hat-trick ude på Nordirland U21 i gruppe 2 i den følgende U21 Euro kvalifikationskampagne.