Im August 2011 gab Valančiūnas in einem Vorbereitungsspiel zur Europameisterschaft gegen Tschechien sein Debüt für die A-Nationalmannschaft und erzielte gleich 26 Punkte. Valanciunas nahm mit Litauen an der Europameisterschaft 2011 im eigenen Land teil. Das litauische Nationalteam ging als Mitfavorit ins Turnier, schied jedoch überraschend gegen Mazedonien im Viertelfinale aus. Valanciunas erzielte 8,4 Punkte, 4,1 Rebounds und 1,1 Blocks in 10 Spielen für Litauen.