Denis Špoljarić bestritt 131 Länderspiele für die kroatische Nationalmannschaft, kam aber hinter Ivano Balić nur auf wenige Einsätze auf der Spielmacherposition. Bei der Weltmeisterschaft 2003 in Portugal wurde er Weltmeister und bei der Weltmeisterschaft 2005 in Tunesien Vize-Weltmeister. Außerdem holte er bei den Olympischen Spielen 2004 in Athen Gold.