Noch während seiner aktiven Fußballerlaufbahn nahm Hughes 1999 die Cheftrainerrolle des walisischen Nationalmannschaft an. Bis dato hatte Wales zu den schwächeren Auswahlmannschaften Europas gezählt und binnen seiner fünfjährigen Ägide formte er aus dem Team einen ernsthaften Anwärter für die EM 2004 in Portugal. In der Qualifikationsrunde besiegten seine Mannen Italien mit 2:1, platzierten sich vor den favorisierten Teams aus Serbien und Montenegro sowie Finnland und unterlagen erst in den Entscheidungsspielen gegen die Auswahl Russlands knapp mit 0:1 Toren in Hin- und Rückspiel. Kurz darauf beendete Hughes im September 2004 sein Engagement in Wales, um Vereinstrainer bei den Blackburn Rovers zu werden, für die er noch bis 2002 aktiv gespielt hatte.