Απουσίασε από το Ευρωμπάσκετ του 2009 λόγω τραυματισμών και κόπωσης, όμως αγωνίστηκε στο Παγκόσμιο Πρωτάθλημα 2010 στην Τουρκία. Μετά τον αποκλεισμό από την Ισπανία (80-72) στις 4 Σεπτεμβρίου 2010, ανακοίνωσε ότι αποχωρεί από την Εθνική σε ηλικία 30 ετών. Στον τελευταίο του αγώνα με το εθνόσημο, ο Διαμαντίδης σημείωσε 16 πόντους (3/3 δίποντα, 3/5 τρίποντα), 4 ριμπάουντ, 2 ασίστ και 2 κλεψίματα σε 38 λεπτά συμμετοχής. Σε αυτό το τουρνουά ο Διαμαντίδης είχε συνολικά κατά μέσο όρο 10 πόντους, 3,5 ριμπάουντ και 3,8 ασίστ, αριθμός που τον έφερνε στην πρώτη θέση στον τομέα αυτό μεταξύ των Ελλήνων. Το Μάιο του 2011, σε συνέντευξή του στην ελληνική κρατική τηλεόραση, επιβεβαίωσε την απόφασή του να αποσυρθεί οριστικά από την Εθνική ομάδα, προκειμένου να αντεπεξέλθει στις υποχρεώσεις των αγώνων υψηλού επιπέδου για την επόμενη τριετία.