Hij speelt daarnaast voor het Nederlands elftal. In de voorbereiding van het WK 2007 maakte hij indruk door 5 wickets te pakken tegen India. Op het WK 2011 sloeg hij met 119 runs een century tegen Engeland. In de tweede innings van de wedstrijd pakte Ten Doeschate ook nog 2 wickets en werd, ondanks de nederlaag van Oranje, uitgeroepen tot man van de wedstrijd.