D'Antoni foi chamado para a comissão técnica do técnico Mike Krzyzewski no time de basquete olímpico dos EUA e participou da Copa do Mundo de Basquetebol de 2006, ganhando a medalha de bronze. Os analistas acreditam que sua familiaridade com o arremesso de três pontos e a defesa da zona, marcas do jogo internacional, eram ativos valiosos para a equipe.