Em 10 de junho de 2013, Thibodeau foi nomeado técnico assistente da Seleção Americana de Basquetebol de 2013-16. Entre 2014-16, Thibodeau ajudou os EUA a atingir um recorde geral excelente de 26-0. Os EUA terminaram 9-0 e ganharam a medalha de ouro na Copa do Mundo de 2014 na Espanha. Dois anos depois, Thibodeau estava novamente na equipe técnica dos EUA e ajudou a liderar os EUA para o título olímpico de 2016 com os americanos alcançando um recorde de 8-0 e a medalha de ouro no Rio de Janeiro. Antes de ir para o Rio, a Seleção dos EUA registrou um recorde de 5-0 durante sua turnê nacional de exposições.