W pierwszym zespole występował od 2005 roku.
W połowie sezonu 2004/2005 Fernando awansował do pierwszej drużyny, a 16 stycznia zadebiutował w Primera División w zremisowanym 1:1 meczu z Espanyolem Barcelona. 3 dni później w meczu Pucharu Hiszpanii z UD Lanzarote ustrzelił hat-tricka. Także w kolejnych ligowych spotkaniach spisywał się udanie, a w marcowym meczu z Levante UD, wygranym 3:1, strzelił swoje pierwsze dwa gole w La Liga. Z klubem z Bilbao zajął 9. miejsce w lidze. W sezonie 2005/2006 zdobył gola w meczu otwarcia z Realem Sociedad, ale z czasem zatracił skuteczność i stracił miejsce w składzie. Do końca sezonu zdobył jeszcze tylko jednego gola w lidze (z FC Barcelona) i dwa w Pucharze Hiszpanii.
W sezonie 2006/2007 Llorente z początku był czwartym napastnikiem Athletic po Aritzie Adurizie, Josebie Etxeberrii oraz Ismaelu Urzaizie. Jednak z powodu złej gry zespołu i zmian trenerów dochodziło do rotacji w składzie. W całym sezonie Fernando zdobył 2 gole – w zremisowanym 1:1 meczu z Valencią oraz przegranym 1:4 z Realem Madryt, a Bilbao dopiero w ostatniej kolejce utrzymało się w Primera División.