Belinelli 2006 yılında Japonya'da düzenlenicek olan 2006 FIBA Dünya Basketbol Şampiyonası'nda İtalya millî takımının kadrosunda yer almıştır. İtalyan oyuncu gruplardaki Slovenya mücadelesinde 26 sayı 2. turda ABD'ye 25 sayı atmasına rağmen bu performans NBA yıldızlarını yenmek için yeterli olmamıştır. İtalya millî takımı 2. turda turnuvaya veda etmiştir ve Belinelli'de turnuvada maç başına 13 sayı ortalaması ile takımının en skorer ismi olmuştur.