Lobanovszkij a kijevieknél eltöltött időszak alatt lett a szovjet válogatott szövetségi kapitánya, ezt a pozíciót később még kétszer betölthette, 1975 és 1976, 1982 és 1983, valamint 1986 és 1990 között állt a szovjet nemzeti csapat élén. Legnagyobb sikerét a válogatottal az 1988-as németországi Európa-bajnokságon érte el hozta, amikor egészen a döntőig jutottak, azonban ott a Marco van Basten nevével fémjelzett oranje 2–0-s győzelmet aratott. 1990-ben Lobanovszkij felállt a Dinamó kispadjáról, és az Egyesült Arab Emirátusok, majd Kuvait szövetségi kapitánya lett. 1997-ben tért vissza a Dinamo Kijevhez, amely akkor a bajnokságban sem szerepelt jól, illetve eltiltását töltötte a nemzetközi porondon, így a kupákban nem léphetett pályára. Lobanovszkij sorozatban öt bajnoki címet szerzett a kék-fehérekkel, 1999-ben pedig a Bajnokok Ligája elődöntőjébe jutott az ukrán csapattal, amit azóta sem tudott megismételni egy csapat és edző sem az országból. 2001-ben kinevezték az ukrán válogatott szövetségi kapitányának, de miután nem sikerült kijuttatnia a csapatot a 2002-es világbajnokságra, a szövetség vezetői menesztették. Lobanovszkij 2002. május 7-én szívinfarktust kapott, miután a Dinamó legyőzte a Metalurh Zaporizzsját, majd hat nappal később, az agyműtétje közben fellépő komplikációk következtében hunyt el.