En juin de la même année, Lee est convoqué par le sélectionneur de l'Équipe de Corée du Sud Pim Verbeek afin de participer à la Coupe d'Asie de 2007 en Indonésie. À l'image de la sélection, Lee Dong-gook réalise un parcours terne. L'ancien meilleur buteur de l'édition de 2000 ne trouve pas une seule fois le chemin des filets et subit une concurrence rude de la part de Cho Jae-jin à la pointe de l'attaque. Il décroche toutefois avec ses coéquipiers la troisième place de la compétition après avoir battu le Japon au cours du match pour la troisième place.