פאפאלוקאס חבר בסגל נבחרת יוון מאז 2001. הוא שיחק במסגרתה בכל אליפויות אירופה שנערכו מאז. באליפות שנערכה ב-2005 הוביל את נבחרתו לזכייה במדליית הזהב ואף נבחר לחמישיית הטורניר. גם באליפות העולם שנערכה ב-2006, ובה זכתה יוון במדליית הכסף, נבחר פאפאלוקאס לחמישיית הטורניר, לצד שחקני ליגת ה-NBA פאו גאסול, חורחה גרבחוסה, כרמלו אנתוני ומאנו ג'ינובילי.