Первый официальный международный матч женская сборная Беларуси провела 14 мая 1993 года в румынском Араде в рамках квалификационного турнира Евробаскета-1995 и проиграла его соперницам из Хорватии со счётом 74:78. Заняв по итогам трёхдневного турнира 3-е место в своей группе, белоруски не смогли пробиться в челлендж-раунд квалификации чемпионата Европы и побороться за путёвку в финальную стадию континентального первенства.

Свой первый матч баскетбольная мужская сборная Беларуси сыграла 31 мая 1993 года в польском Вроцлаве в рамках квалификационного турнира Евробаскета-1993 против сборной Литвы. Матч закончился сенсационной победой белорусов над призёрами Олимпийских игр со счётом 88:80.

В мае 1997 года в Хельсинки белорусская команда под руководством Анатолия Буяльского впервые успешно прошла первую стадию континентального отбора, но на Евробаскет-1999 всё же не попала, проиграв годом позже в Брно сборным Чехии, Боснии и Герцеговины и Германии.

Следующая попытка пробиться в элиту вновь оказалась неудачной. В последний день квалификационного турнира в Стара-Загоре белорусская команда в очной дуэли оспаривала путёвку в челлендж-раунд с хозяйками паркета — сборной Болгарии. После первой половины матча белоруски вели с разницей в 5 очков, но неожиданно погасший в зале свет и последовавшая в связи с этим 15-минутная пауза в игре, несколько сбила их победный темп. Уступив со счётом 81:82, белорусская дружина упустила шанс отобраться на Евробаскет-2001.

Анатолия Буяльского на посту главного тренера сборной сменил Виктор Белевич, но после серии поражений в полуфинальном раунде чемпионата Европы в ноябре 2001 года, национальная команда вновь была доверена Буяльскому, а Белевич сосредоточился на работе с кадетской сборной и в 2002 году выиграл с ней серебряные медали чемпионата Европы в литовском Друскининкае. MVP того первенства Анастасия Веремеенко, а такжеВиктория Гаспер и Александра Тарасова впоследствии вошли в состав главной команды страны.

В 2006 году первый серьёзный успех, к которому Белоруссия шла 13 лет, был достигнут: 23 сентября в Минске в решающем матче за выход в финальную стадию чемпионата Европы подопечные Анатолия Буяльского в тяжелейшем матче обыграли сборную Греции — 63:60. А сам дебют наЕвробаскете-2007 в Италии вышел и вовсе триумфальным: белорусская команда в четвертьфинале со счётом 52:46 обыграла победительниц предыдущего чемпионата Европы сборную Чехии, затем проиграла испанкам, а в матче за 3-е место выиграла у Латвии. «Бронзовый» успех дал право белорусской команде принять участие в квалификационном олимпийском турнире.

В июне 2008 года сборная Белоруссии в борьбе за путёвку на Олимпиаду в Мадриде вырвала победу в овертайме у команды Бразилии — 86:79. На Играх в Пекине белоруски заняли третье место на групповом этапе, а в четвертьфинале проиграли сборной Китая.

На Евробаскете-2009 в Риге сборная Белоруссии осталась за чертой призёров, уступив в полуфинале будущему чемпиону сборной Франции, а в матче за бронзу — команде Испании, но итоговое 4-е место гарантировало сборной Белоруссии участие на чемпионате мира следующего года.

К первому в своей истории мировому форуму сборная подошла в несколько обновлённом составе, в частности из-за травм не смогли поехать в ЧехиюОльга Масилёнене и Екатерина Снытина; в условиях взятого курса на омоложение состава сверхвысоких задач перед командой не ставилось. Крупно проиграв сборным Австралии и США, белорусские девушки с четвёртого места в группе вышли в четвертьфинал, где их соперником стала прошедшая предварительный этап без поражений сборная России. Результат четвертьфинала — 70:53 в пользу Белоруссии — стал самой громкой сенсацией чемпионата. В полуфинале подопечные Анатолия Буяльского уступили в овертайме сборной Чехии, а в игре за 3-е место — сборной Испании. Елена Левченко была признана лучшей центровой чемпионата мира.

На чемпионате Европы в Польше белорусская команда выступила неудачно, не решив задачу по завоеванию медали и права сыграть на Олимпийских играх в Лондоне. На первый групповом этапе она заняла второе место, в упорной борьбе (62:69) проиграв серебряному призёру чемпионата мира 2011 года — сборной Чехии. На втором туре Белоруссия получила шанс выйти в плей-офф после победы над будущими чемпионами Европы, сборной России — 62:51, но проиграла затем сборной Литвы — 50:68 и турецкой сборной — 56:65. В результате белорусская команда заняла 9-е место. В конце 2011 года команду покинули разыгрывающая Наталья Марченко и главный тренер Анатолий Буяльский.

Под руководством нового тренера литовца Римантаса Григаса белорусская сборная успешно преодолела барьер квалификации к чемпионату Европы 2013 года, но перед началом финальной стадии первенства потеряла из-за травм Татьяну Троину, Надежду Дрозд, Викторию Гаспер и, выступая во Франции в заметно обновлённом составе, заняла 5-е место.

Осенью 2014 года сборная Республики Беларусь неудачно выступила на чемпионате мира в Турции, после чего команду в третий раз возглавил Анатолий Буяльский.

В 2015 году состав сборной пополнила первая натурализованная американка в истории белорусского женского баскетбола — разыгрывающая Линдсей Хардинг. На чемпионате Европы в Венгрии и Румынии подопечные Буяльского заняли 4-е место и завоевали путёвку в квалификационный олимпийский турнир. По его итогам белоруски финишировали пятыми и получили право выступить на Олимпийских играх в Рио-де-Жанейро.

На старте олимпийского турнира в Рио сборная Республики Беларусь неожиданно проиграла японкам — 73:77, а затем уступила француженкам — 72:73 в драматичном матче, исход которого решил бросок Энден Мийем за 0,2 секунды до финальной сирены. После победы в третий игровой день над сборной Бразилии — 65:63 решающим для белорусок становилась игра против Турции, которую они проиграли со счётом 71:74. В заключительном матче группового этапа сборная Республики Беларусь потерпела поражение от Австралии — 66:74 и не смогла выйти из группы.

В октябре 2016 года новым главным тренером сборной Белоруссии стала её прежний капитан Наталья Трофимова.

Перед чемпионатом Европы 2017 года в Чехии состав команды по сравнению с Олимпиадой в Рио обновился наполовину. Взяли паузу в выступлениях центровые Анастасия Веремеенко и Елена Левченко, на протяжении многих лет определявшие игру белорусской команды. Завершила карьеру Татьяна Троина, травмировались Наталья Ануфриенко и Александра Тарасова, а место Линдсей Хардинг заняла другая натурализованная американка — Александрия Бентли. На Евробаскете-2017 сборная республики Беларусь не смогла выиграть ни одного из трёх матчей в своей группе и в итоге заняла предпоследнее место.