Seit Ende der 1950er Jahre wurde Tal bis in die erste Hälfte der 1980er Jahre hinein regelmäßig in die sowjetische Nationalmannschaft berufen. Er nahm an acht Schacholympiaden teil (1958, 1960, 1962, 1966, 1972, 1974, 1980 und 1982), die er alle mit der Mannschaft gewann. Außerdem gewann er auch fünf individuelle Gold- (1958 am ersten Reservebrett, 1962 am zweiten Reservebrett, 1966 am dritten Brett, 1972 am vierten Brett und 1974 am ersten Reservebrett) sowie zwei Silbermedaillen (1960 am ersten Brett und 1982 am ersten Reservebrett).