После Олимпийских игр в Пекине возглавил Женскую сборную России по баскетболу. С ней он стал серебряным призёром чемпионата Европы по баскетболу среди женщин 2009. 29 июня 2010 стало известно, что Валерий Тихоненко подал в отставку с этой должности.