Für die Olympischen Spiele 2008 in Peking wurde Woronzewitsch erstmals in den Endrundenkader der Herrennationalmannschaft berufen. Der Überraschungs-Europameister von 2007 schied jedoch nach nur einem Sieg in der Vorrunde vor dem Viertelfinale vorzeitig aus. Bei der EM 2009 gewann man als Titelverteidiger in der Vorrunde mit dem Auftaktspiel erneut nur einmal und verlor anschließend auch gegen eine junge deutsche Basketballnationalmannschaft. Trotzdem reichte es zum Einzug in die Zwischenrunde, in der man alle Spiele gewann, jedoch im Viertelfinale gegen den späteren Finalisten Serbien verlor und letztendlich den siebten Platz erreichte. Bei der WM 2010 war Woronzewitsch der wichtigste Rebounder der Nationalmannschaft. Bis zum Viertelfinale verlor man nur ein Spiel gegen Gastgeber Türkei, schied dort aber gegen den späteren Titelträger Vereinigte Staaten aus und belegte erneut den siebten Platz. Bei der EM 2011 gewann man sogar bis zum Halbfinale alle Spiele, unter anderem in einer Neuauflage gegen Serbien im Viertelfinale. Dort verlor man aber dann gegen Frankreich und konnte sich mit einem Sieg im Spiel um den dritten Platz über die Überraschungsmannschaft des Turniers Mazedonien die Bronzemedaille sichern.