17 września 2013 wystąpił pierwszy raz w Lidze Mistrzów przeciwko w meczu FC København, swoje pierwsze trafienie w LM zaliczył 23 października 2013 przeciwko Realowi Madryt.
27 sierpnia 2015 roku powrócił do Hiszpanii, gdzie podpisał kontrakt z Sevillą.
W 2016 roku został zawodnikiem Swansea City A.F.C.
31 sierpnia 2017 roku podpisał kontrakt z Tottenhamem.
30 sierpnia 2019 podpisał kontrakt z włoskim klubem Napoli.
27 stycznia 2021 roku przeszedł do włoskiego klubu Udinese. 1 lipca tego samego roku rozwiązał kontrakt z klubem i po prawie 4 miesiącach bez klubu przeszedł do hiszpańskiego SD Eibar.
1 lipca 2022 rozwiązał kontrakt z ówczesnym klubem, a 16 lutego 2023 roku Llorente poinformował o zakończeniu piłkarskiej kariery.
Statystyki Aktualne na 13 maja 2019. KlubRozgrywkiSezonLigaPucharUEFASuma Mecze Gole Mecze Gole Puchar Mecze Gole Mecze Gole CD Baskonia Tercera División 2003/04 3312——3312 Bilbao Athletic B Segunda División B 2004/05 164——164 Łącznie4916——4916 Athletic Bilbao Primera División 2004/05 15343Int10206 2005/06 22232—254 2006/07 23210—242 2007/08 351151—4012 2008/09 341494—4318 2009/10 3714311LE1185123 2010/11 381831—4119 2011/12 321765LE1575329 2012/13 26420LE81365 Łącznie2628536173516333118 Juventus F.C. Serie A 2013/14