Lors du Championnat d'Europe 2011, l'Italie parvient à réunir ses trois joueurs évoluant en NBA, Marco Belinelli, Danilo Gallinari et Bargnani. Placé lors d'un premier tour dans un groupe relevé avec la présence de trois autres grosses équipes (la France, l'Allemagne et la Serbie), et de l'Israël et de la Lettonie, l'Italie termine la compétition avec une seule victoire. Bargnani, avec 22,8 points en 34 minutes 2 termine meilleur marqueur de son équipe. Il ajoute également 7,4 rebonds, 0,8 passe, 0,4 interception et 1,6 contre.