Seit dem Jahr 2008 ist Lončar auch Bestandteil der kroatischen Basketballnationalmannschaft, mit der er bei den Olympischen Sommerspielen 2008 in Peking, und 2009 bei der Basketball-Europameisterschaft in Polen teilnahm. Bei beiden Turnieren erreichte man den 6. Platz, wodurch sich Lončar mit Kroatien für die Weltmeisterschaft 2010 in der Türkei qualifizierte.