Seinen größten Erfolg erreichte er mit dem Titelgewinn bei der Weltmeisterschaft 2006 in Japan. Im Finale erzielte Garbajosa 20 Punkte sowie 10 Rebounds und war somit maßgeblich am 70:47-Erfolg gegen Griechenland beteiligt. Zudem wurde er in die Auswahlmannschaft der besten Spieler des Turniers gewählt.