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, vaikka ampuja ei pelannut siinä ottelussa, kun hän loukkaantui turnauksen semifinaalissa. 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.