Στη συνέχεια ήταν ένας από τους σημαντικότερους συντελεστές της τεράστιας επιτυχίας της Ελλάδας που πήρε το ασημένιο μετάλλιο στο Παγκόσμιο Πρωτάθλημα 2006. Η Εθνική ομάδα έφτασε αήττητη στον προημιτελικό κάνοντας έξι συνεχόμενες νίκες κόντρα σε Κατάρ, Λιθουανία, Αυστραλία (72-69, σε αυτό το ματς σκόραρε 20 πόντους με 6 ριμπάουντ), Βραζιλία (91-80), Τουρκία (76-69) και Κίνα (95-64). Στον προημιτελικό η Εθνική νίκησε και την Γαλλία (73-56), με τον Διαμαντίδη να είναι καθοριστικός έχοντας 13 πόντους (50% δίποντα, 60% τρίποντα), 8 ριμπάουντ, 5 ασίστ, 2 κλεψίματα και 1 τάπα σε 37 λεπτά συμμετοχής. Στον ημιτελικό η Ελλάδα κέρδισε τις Η.Π.Α και μάλιστα ξεπερνώντας τους 100 πόντους (101-95) στον ημιτελικό, με τον 3D να έχει 12 πόντους, 5 ασίστ,3 ριμπάουντ, 2 κλεψίματα και μια τάπα κόντρα στον Κρις Πολ σε 39 λεπτά συμμετοχής. Πριν τον αγώνα μάλιστα η ομάδα των Η.Π.Α είχε εστιάσει στον Διαμαντίδη αναφέροντας τον ως τον καλύτερο σουτέρ της Εθνικής. Συνολικά αυτή η νίκη μνημονεύεται ως μια από τις σπουδαιότερες νίκες στην ιστορία της ελληνικής καλαθοσφαίρισης, ενώ ήταν και η τελευταία ήττα των Αμερικάνων για 14 χρόνια όταν και ηττήθηκαν ξανά το 2020. Στον τελικό η ομάδα του Παναγιώτη Γιαννάκη έχασε από τους Ισπανούς (47-70). Σε αυτό το τουρνουά ο 3D βγήκε πρώτος στα κλεψίματα με μέσο όρο 3.3. Παράλληλα μέτρησε 8.4 πόντους (59.1% στα δίποντα και 44% στα τρίποντα), 3.9 ριμπάουντ και 2.9 ασίστ ,ενώ στην διοργάνωση ήταν πρώτος μεταξύ των γκαρντ στις τάπες με 0.6 μ.ο.