En el Campionat del Món de la FIBA 2006 disputat a Japó, va guiar la seua selecció a aconseguir la medalla de plata. En la semifinal, Grècia aconseguí guanyar la selecció de bàsquet dels Estats Units amb un marcador de 101-95. Papalukàs va contribuir-hi amb 12 assistències, 8 punts i 5 rebots. A la final, el combinat grec acabà perdent contra la selecció espanyola. Papalukàs obtingué un lloc en el millor quintet del torneig, en el qual també hi eren el MVP del campionat Pau Gasol de la selecció espanyola, el seu company de selecció Jorge Garbajosa, Carmelo Anthony dels Estats Units i Manu Ginóbili de l'Argentina.