Es internacional absoluta desde 2012 con la selección española, de la que es su máxima goleadora histórica.

En diciembre de ese año el Financial Times incluyó a Hermoso entre las 25 mujeres más influyentes del mundo en 2023, mientras que la revista estadounidense Time la situó en abril de 2024 entre las 100 personas más influyentes del mundo durante el último año.

Esa temporada ganó la Superliga marcando el gol que le dio la victoria ante el Real Club Deportivo Espanyol en la final.

En la Liga, alcanzaron la cuarta plaza, y marcó el gol de la victoria ante el Fútbol Club Barcelona, que permanecía invicto hasta la fecha.

[21]​ Disputó la temporada 2013 en el Tyresö FF sueco,[22]​ con el que quedó subcampeona de liga tras el Malmö.

En la 2015-16 adelantó su posición para jugar de falso nueve, disparando sus registros goleadores.

[33]​ Fue seleccionada entre las 55 candidatas a formar parte del once FIFPro 2016,[34]​ y entre las 100 mejores jugadoras en la lista realizada por The Offside Podcast.

[38]​ Además dio 7 asistencias y fue la jugadora azulgrana que más minutos de liga disputó.

Será complementaria a nuestro ataque y también puede jugar en la posición de mediapunta.

Necesitamos goleadoras que puedan anotar mucho y este es precisamente su perfil».

[53]​ En la Copa de la Reina fue subcampeona al perder el Atlético ante la Real Sociedad por 2-1.

[56]​ El 5 de diciembre de 2020 estableció una nueva marca en el club tras anotar 125 goles oficiales, y superar así a la ya retirada Sonia Bermúdez, quien hasta la fecha era la máxima anotadora histórica del club con 123 goles.

[60]​ El 21 de junio del 2022, se anunció su fichaje por el club mexicano convirtiéndose en la contratación más importante en la historia de la liga MX Femenil y del fútbol femenino latinoamericano.

[66]​ Debutó el 21 de junio de 2012 contra Turquía con victoria por 4-0 que permitió a España disputar la repesca para participar en la Eurocopa, sustituyendo a Eli Ibarra con un centro desde banda izquierda que una defensa turca introdujo en su propia portería.

[67]​[68]​ Participó en la repesca contra Escocia, en la que España se clasificó con un gol en el último minuto de la prórroga.

[71]​ Marcó su primer gol con la selección en un amistoso contra Rusia en enero de 2013.

[87]​ Entró en la primera lista del nuevo seleccionador, Jorge Vilda,[88]​ que adelantó su posición a delantera.

Disputaron los cuartos de final ante Austria, en los que fue suplente y acabaron empatando sin goles.

En el quinto partido ante Austria marcó un gol, en el sexto ante Israel dio una asistencia, en el séptimo ante Finlandia marcó un gol y dio dos asistencias y en el último ante Serbia hizo un doblete.

[110]​ En el segundo partido ante Alemania en el que España perdió por 1-0 volvió a ser titular y retrasó su posición para jugar de mediapunta.

En la segunda parte las estadounidenses Rapinoe transformó otro penalti que eliminó a las españolas.

[119]​ La RFEF emitió inicialmente un comunicado en el que se citaba a Hermoso describiendo el beso como «un gesto mutuo totalmente espontáneo».

Sin embargo, una información posterior del periódico deportivo Relevo indicó que esta declaración había sido atribuida falsamente a la futbolista por parte de la federación.