La agencia de alquiler no puede ser considerada responsable o "culpable", se requiere un permiso de conducir internacional y se pedirá para alquilar un coche en España. Por ejemplo, esto es lo que dice Europcar: http://www.europcar.com/EBE/module/render/faq
Además, lo siguiente se toma del sitio de la Embajada de los Estados Unidos en España: (que se puede encontrar aquí: http://madrid.usembassy.gov/citizen-services/faq-spain.html)
P: ¿Puedo conducir con mi licencia de conducir de los Estados Unidos en España?
R: Los ciudadanos estadounidenses que visitan España y quieren conducir en España deben obtener un permiso de conducir internacional antes de su llegada a España. Un permiso de conducir internacional (IDP) traduce su licencia de conducir emitida por el estado en 10 idiomas, para que pueda mostrarla a las autoridades en países extranjeros para ayudarles a interpretar su licencia de conducir. El IDP no es válido por sí solo y debe llevarse junto con su licencia de conducir. Más información sobre conducir en el extranjero.
Los ciudadanos estadounidenses que son residentes en España deben obtener una licencia de conducir española válida. En este momento, no hay un acuerdo entre Estados Unidos y España para la validación de una licencia de conducir de los Estados Unidos; por lo tanto, los titulares de una licencia de Estados Unidos deben asistir a una autoescuela española y hacer el examen español. Puede encontrar más información en el sitio web del Ministerio del Interior de España.