En 2004, Duncan ingresó al "Dream Team 4" y representó a los Estados Unidos en la competencia de baloncesto masculino en los Juegos Olímpicos de Atenas 2004 y ganó una medalla de bronce.
La experiencia del equipo nacional de Tim Duncan
En 2000, Duncan participó en el Campeonato de baloncesto masculino de EE. UU. como miembro del equipo de baloncesto de EE. UU. y ayudó al equipo a clasificarse para los Juegos Olímpicos de Sydney 2000. Posteriormente, debido a una lesión en la rodilla, no pudo participar en los Juegos Olímpicos de Sydney 2000.