Casillas är Spaniens mest toppade spelare med 167, men 35-åringen har förbisetts för matcher mot Belgien och Liechtenstein i september.
Chelsea Diego Costa och Manchester United's Juan Mata är återkallade efter att ha utelämnats ur Euro 2016 truppen.
Portos tidigare chef Lopetegui ersatte Vicente del Bosque i juli.
29-åriga Fabregas har spelat 110 gånger för Spanien, medan Pedro, även 29, har vunnit 60 caps.
Manchester United målvakt David de Gea, West Ham motsvarighet Adrian, Chelsea försvarare Cesar Azpilicueta och Manchester City par David Silva och Nolito gå Costa och Mata i truppen.
Spanien möter Belgien i ett vänligt möte i Bryssel den 1 september innan landet är värd för Liechtenstein i Leon fyra dagar senare i sin första VM-kvalificering.
Målvakter: David de Gea (Manchester United), Pepe Reina (Napoli), Adrian (West Ham)
Försvarare: Sergio Ramos, Dani Carvajal (båda Real Madrid), Gerard Pique, Jordi Alba (båda Barcelona), Marc Bartra (Borussia Dortmund), Cesar Azpilicueta (Chelsea), Javi Martinez (Bayern München).
Mellanfältare: Sergi Roberto, Sergio Busquets (båda Barcelona), Saul Niguez, Koke (båda Atlantico Madrid), Marco Asensio, Lucas Vazquez (båda Real Madrid), Thiago Alcantara (Bayern München), David Silva (Manchester City), Juan Mata (Manchester United)
Vidare: Paco Alcacer (Valencia), Nolito (Manchester City), Alvaro Morata (Real Madrid), Vitolo (Sevilla), Diego Costa (Chelsea).
Tidigare kapten Iker Casillas och Chelsea spelare Cesc Fabregas och Pedro har utelämnats från nya Spanien manager Julen Lopetegui första trupp.