Odom pelasi Yhdysvaltain maajoukkueessa 5,4 pisteen keskiarvolla sen voittaessa olympiapronssia Ateenan kesäolympialaisista 2004. Odom kutsuttiin myös vuoden 2006 MM-kilpailuihin, mutta hän kieltäytyi poikansa kuoleman vuoksi. Vuoden 2010 MM-kilpailuissa Turkissa Odom voitti Yhdysvaltain joukkueessa maailmanmestaruuden. Odom paljasti toukokuussa 2019 ilmestyneessä elämäkertakirjassaan "Darkness to Light" huijanneensa huumetestissä vuonna 2004 ennen olympialaisia, koska oli käyttänyt huumeita ennen kyseistä testiä.