2006年日本で開催された、世界選手権にフランス代表として出場。当初サンアントニオ・スパーズに所属するトニー・パーカーがキャプテンだったが、骨折により開幕直前に離脱。そのためチームはディアウをキャプテンに任命した。グループA（仙台市で開催）のフランスは3勝2敗の2位でファイナルラウンド進出を果たしたが、2回戦でギリシャに敗北。最終的には5位で大会を終えた。ディアウは通算11.9得点、6リバウンド、2.4アシストの成績を残した。2005年ヨーロッパ選手権で銅メダル、2011年ヨーロッパ選手権で銀メダル、2013年ヨーロッパ選手権では、トニー・パーカー、ニコラス・バトゥム、ナンド・デ・コロらとともに金メダルを獲得した。