Hän pelasi Argentiinan kanssa vuoden 2006 FIBA-maailmanmestaruuskilpailussa, jossa hänen joukkueensa pääsi 4. sijalle. Ginóbili oli Argentiinan lipunkantaja vuoden 2008 kesäolympialaisten avajaisissa, jotka pidettiin Pekingissä, Kiinassa. Vuoden 2008 Pekingin kesäolympialaisten koripallo-ottelussa Ginóbilin Argentiina voitti Liettuan voittaakseen pronssimitalin pelin, vaikkakin laukausvartija ei pelannut siinä ottelussa, kun hän loukkaantui turnauksen puolifinaalissa. Huhtikuussa 2010 Ginóbili ilmoitti, että hän ei osallistuisi vuoden 2010 FIBA-maailmanmestaruuskilpailuun perheasioiden vuoksi. Hän kuitenkin kilpaili joukkueen puolesta Lontoon kesäolympialaisissa 2012, jossa Argentiina hävisi hiukan pronssimitalin voittamisesta pronssimitalin pelissä Venäjää vastaan. Hän pelasi viimeiset kansainväliset ottelunsa Rion kesäolympialaisissa 2016.
, jossa Argentiina sijoittui kahdeksanneksi.