2014 nahm er mit Litauen an Bei der Basketball-Weltmeisterschaft 2014 teil und erreichte den vierten Platz. Bei der Basketball-Europameisterschaft 2015 erreichte er mit Litauen nach 2013 erneut das Finale und unterlag Spanien. Valančiūnas wurde für seine starken Leistungen mit 16 Punkten und 8,4 Rebounds pro Spiel, in das All-Tournament Team gewählt.