Stephon Marbury est membre de l'équipe américaine aux Jeux olympiques d'Athènes en 2004. L'équipe est très décriée et pour la première fois aux Jeux olympiques, une équipe composée de joueurs de NBA connait la défaite. Les États-Unis perdent contre Porto Rico puis la Lituanie au premier tour, avant d'échouer face à l'Argentine, futur champion olympique, en demi-finale. La sélection américaine se contente de la médaille de bronze. Il possède un temps le record américain de points marqués en un seul match aux Jeux olympiques avec 31 points, jusqu'à ce que Carmelo Anthony inscrive 37 points, huit ans plus tard avec la Team USA de 2012.