Diamantidis voitti EuroBasketin kultamitalin vuonna 2005 ollessaan Kreikan maajoukkueen jäsen. Hän teki myös kolmipisteen, joka sinetöi puolifinaaliottelun kohtalon Ranskaa vastaan, vain sekunteja ennen pelin viimeistä ääntä. Hän johti myös turnausta asisteissa ja oli osa All-EuroBasket-joukkuetta. Vuonna 2006 hän pelasi keskeistä roolia FIBA-maailmancupin hopeamitalin kampanjassa, jossa Kreikka hämmästytti USA: n joukkuetta semifinaaleissa ja Diamantidis pääsi kilpailun varkauksien johtajana. Diamantidis oli myös kaksi kertaa olympiavoittaja, kun hän pukeutui kreikkalaisiin väreihin vuonna 2004 ja 2008.
, ja kummassakin tilanteessa ansaitsi turnauksen viidennen sijan, joka on sama kuin Kreikan kaikkien aikojen paras loppu. Hänen lukuisten saavutustensa perusteella italialainen urheilulehti Superbasket nimesi hänet vuoden Mister Europa -pelaajaksi vuonna 2007. Hänet nimitettiin myös Kreikan vuoden urheilijaksi vuonna 2007.