Der bislang größte Erfolg des spanischen Basketballs auf Nationalmannschaftsebene gelang schließlich bei der WM 2006 in Japan. Nach Siegen gegen Serbien und Montenegro, Litauen und Argentinien im Achtel-, Viertel- und Halbfinale, traf man im Endspiel auf Griechenland, das zuvor die USA ausgeschaltet hatte. Im Finale bezwangen die Spanier, insbesondere mit einer sehr starken Defensivleistung, ihre Gegner mit 70:47 und gewannen so erstmals den Weltmeistertitel. Zum besten Spieler des Turniers wurde Pau Gasol gewählt, obwohl er aufgrund einer Verletzung nicht am Finalspiel teilnehmen konnte, Jorge Garbajosa war zudem Teil des "All-Tournament-Teams".