Rainer Greunke absolvierte 30 Länderspiele für Deutschland. Er stand im Aufgebot für die Qualifikation zur EM 1981 in der Türkei und war auch 1986 bei der ersten deutschen Basketball-WM-Teilnahme in Spanien dabei. 1984 verletzte er sich am Finger und verpasste dadurch Olympia 1984 in Los Angeles.