日本女子バスケが世界レベルの大会に初めて参加したのは1964年世界選手権で、このときは三菱電機の単独チームとしての出場であった。次の1967年世界選手権は混合チームとして出場。5位入賞を果たし、横山アサ子が大会ベスト5に選出された。黄金期は1970年代からであった。日紡平野の尾崎正敏監督の元、「忍者ディフェンス」と「マッハ攻撃」を武器に身長の高い相手に立ち向かい、1974年テヘランアジア大会で金メダルを獲得、そして1975年にコロンビアで開催された世界選手権ではアメリカなどの強豪を退け準優勝の快挙を成し遂げるとともに生井けい子がMVPと得点王の2冠を獲得した。女子バスケットボールが初めて採用された翌1976年のモントリオールオリンピックにも出場した。だが、モントリオールオリンピック後は世界の女子大型化の波が押し寄せ、尾崎監督の退任や世代交代の失敗も重なり、成績は下降線を辿りオリンピックから遠ざかるとともに、世界選手権など国際大会での順位も落としていった。アジア選手権ではしばらく3位以内を維持していたが、1986年アジア選手権では4位に終わるとともに初出場以来続いたそれまでの世界選手権連続出場も6でストップし日本女子バスケはどん底まで落ちてしまった。1990年にシャンソン化粧品で実績を積み上げた中川文一ヘッドコーチが就任し、1992年バルセロナオリンピック・1994年世界選手権での中国の連続銀メダル獲得に伴うアトランタオリンピックのアジア枠拡大とアジア予選の日本開催という恩恵もあり、1995年アジア選手権で3位に入り20年ぶりのオリンピック出場を果たした。本大会では予選リーグで中国とカナダを撃破、準々決勝では破れはしたもののアメリカと93-108の大接戦を演じ、7位入賞となった。1998年世界選手権ではアジア最高位かつ1979年以来の一桁順位となる9位に入り、バンコクアジア大会でも2度目の金メダルを獲得、第2の黄金時代を予感させた。1999年にそれまでチームを引っ張ってきた萩原美樹子が引退、シドニーオリンピック予選を兼ねる同年のアジア選手権では優勝して本大会出場が期待されたものの、韓国に決勝で65-68の惜敗を喫し連続出場はならなかった。その後、北原憲彦ヘッドコーチに交代し2002年世界選手権に出場したものの13位と惨敗、2003年にジャパンエナジーの内海知秀がヘッドコーチに就任した。2004年、アテネオリンピックのアジア予選では内海の教え子で当時20歳の大神雄子を大抜擢した。出場権のかかった準決勝にて同じく教え子である矢野良子が34点を取る活躍で因縁の韓国を延長戦の末に撃破し2大会ぶりのオリンピック出場権を獲得した。しかし本大会では予選リーグで1勝しか挙げられず10位に終わった。大会後、代表の主力選手が多数引退し加えて内海ヘッドコーチが体調不良のため辞任したため、その後任選びが難航を極めた。結局、これらが影響して2006年世界選手権出場権を逃した。その後内海ヘッドコーチが復帰するものの、日本開催の2006年男子世界選手権の赤字を巡る日本協会の内紛に巻き込まれ代表活動にも影響を来たした。日本協会のJOC会員資格停止により北京オリンピック出場権を獲得しても出場できない可能性もあったが、最終的に特例措置により認められる方向となった。北京オリンピック世界最終予選ではグループゲームラウンドを突破したが、ノックアウトラウンドでチェコ、キューバに連敗し出場権を逃した。予選後、内海は責任を取り代表ヘッドコーチ職を辞任した。2009年、日本協会の体制が一新され、心機一転を図るために代表専任の条件で中川がヘッドコーチに復帰した。2010年世界選手権はアジア予選会を兼ねるアジア選手権がWリーグ開幕直前に延期となるアクシデントに見舞われたが、3位決定戦でチャイニーズタイペイを降し中川体制の下で出場権を獲得した。本大会ではベスト8を目標に掲げて挑んだものの、直前になって帰化選手がナショナルチーム資格に抵触して出場が認められず追加招集もできなかったため、1人欠いて臨まざるを得ず2次リーグで敗退し10位に終わったが、試合内容を見ると格上のチーム相手に接戦、延長戦を演じ個人成績でも大神が得点王（1試合平均得点制で日本初）、吉田亜沙美もアシスト王を獲得するなどロンドンオリンピック及び2014年世界選手権へ向けた課題のみならず大きな収穫を得られた大会となった。2011年8月、ロンドンオリンピックアジア予選を兼ねて開催されたアジア選手権では3位となり、世界最終予選にまわることとなった。12月になって日本協会は中川ヘッドコーチを解任し、後任のヘッドコーチにJXを勇退して再登板の内海が就任した。コーチにトヨタ自動車HCの丁海鎰とデンソーHCの小嶋裕二三と、Wリーグ上位チームのHCを据える体制を敷いた（両コーチは最終予選終了まで帯同。）。世界最終予選ではグループリーグを2位で突破して五輪決定戦に進出したがチェコに惜敗した。敗者復活トーナメントで韓国に大勝し最後の1枠を賭けたカナダ戦に挑んだが第1Qで10点差付けられ、第2Q以降巻き返すも及ばず2大会連続でオリンピック出場を逃した。2013年11月にバンコクで開催されたアジア選手権では予選リーグから決勝まで全勝で22大会43年ぶり2回目の優勝を達成、渡嘉敷来夢がMVPに選出された。2014年は世界選手権と仁川アジア大会の開催期間が重なるため、後者は若手主体で臨んだ。世界選手権では正PGの吉田を故障で欠いたうえ、強豪のスペイン、チェコ、ブラジルと同組となり3連敗で敗退した。2015年は吉田が復帰、8月29日から9月5日にかけて中国の武漢で開催されたアジア選手権兼リオデジャネイロオリンピック予選では予選リーグを5戦全勝の1位で突破すると、準決勝の台湾戦は65-58で、決勝の開催地・中国戦は85-50で勝利してアジア選手権2連覇と3大会ぶりとなるオリンピック出場権獲得を達成した。MVPも渡嘉敷が2大会連続で受賞した。2016年8月6日から21日にかけて開催されたリオデジャネイロオリンピック本戦では、予選リーグで日本はベラルーシ、ブラジル、トルコ、オーストラリア、フランスと同組となった。日本はこの組で世界ランキング16位と一番下であったが初戦のベラルーシ戦を77-73で制して白星スタートを切ると、開催国・世界ブラジルとの2戦目もも82-66で快勝して2連勝した。3戦目のトルコ戦は62-76で完敗したが他の試合の結果により日本の決勝トーナメント進出が決定した。4戦目、世界ランク2位のオーストラリア戦は3Q終了時71-59と12点のリードを奪っていたが、4Qに逆転を許し86-92で敗戦した。しかし、最終5戦目の世界ランク4位のフランス戦は79-71で勝利して予選リーグ3勝2敗と勝ち越した。フランス戦の結果によっては予選2位の可能性もあったが、得失点差により予選4位となった。この結果により準々決勝はオリンピック5連覇中の世界1位のアメリカと対戦した。日本は前半は46-56と健闘したものの、後半アメリカに突き放され64-110でリオを終えた。2017年、東京オリンピックのメダル獲得を目標に掲げ、JX-ENEOSヘッドコーチのトム・ホーバスが就任する。7月、インド・バンガロールで開催されたアジアカップ（旧アジア選手権）に出場。前大会MVPで大黒柱の渡嘉敷はWNBAに集中するため召集されなかった。予選ラウンドはグループBでフィリピン・韓国およびオーストラリア（今大会からオセアニアの国もアジアカップに参加。）と同組となり、フィリピンと韓国に勝利したもののオーストラリアに敗れ、2勝1敗の2位で決勝トーナメントに進出。準々決勝でA組3位の台湾を73-54で、準決勝のA組1位中国戦は74-71で勝利し、決勝に進出。決勝ではオーストラリアと再び対戦して74-73で勝利。準決勝以降は怪我で主将の吉田を欠いていたが大会3連覇を達成した。2018年ワールドカップスペイン大会も渡嘉敷を故障で欠く状況で出場。1次ラウンドで開催国スペイン、ベルギーおよびプエルトリコと同組となった。ベルギーとプエルトリコを破り、スペインとベルギーと2勝1敗で並んだが得失点差で3位となり、準々決勝進出戦にまわった。準々決勝進出決定戦では中国に敗れた。2019年9月、4連覇を目指すアジアカップは1次ラウンドでインド、台湾、韓国に3連勝し、グループ1位で準決勝に進出。準決勝ではオーストラリアを76-64で下して決勝進出が決定。決勝では中国を71-68で破り、大会最多の4連覇を達成した。大会MVPは本橋菜子が受賞。