बाएं हाथ के बल्लेबाज़ ने अपने करियर में 57 वनडे मैच खेले, जिसमें उन्होंने एक शतक और 4 अर्धशतक लगाए। उन्होंने भारत के लिए केवल एक अंतरराष्ट्रीय ट्वंटी 20 मैच खेला लेकिन टेस्ट टीम में कभी जगह नहीं बना पाए।
दिनेश मोंगिया ने एक दिवसीय अंतरराष्ट्रीय क्रिकेट में 27.95 के औसत से 1230 रन बनाए थे। उन्होंने गुवाहाटी में वर्ष 2002 में जिम्बाब्वे के खिलाफ अपना सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन किया था, जिसमें उन्होंने नाबाद 159 रन बनाए थे और युवराज सिंह के साथ 158 रन की साझेदारी की थी।
मोंगिया अपने करियर में इस बात को लेकर चर्चा में रहे थे कि उन्हें 2003 के विश्वकप में वीवीएस लक्ष्मण की जगह भारतीय टीम में शामिल किया गया था। पूर्व क्रिकेटर को करियर में बागी इंडियन क्रिकेट लीग (आईसीएल) में शामिल होने पर भारतीय क्रिकेट कंट्रोल बोर्ड (बीसीसीआई) ने निलंबित कर दिया था। इसके बाद से उन्होंने किसी आधिकारिक मैच में हिस्सा नहीं लिया। उन्होंने पंजाब के लिए आखिरी मैच 2007 में खेला था।
मोंगिया ने प्रथम श्रेणी में काफी प्रभावशाली प्रदर्शन किया और 48.95 के औसत से 8,028 रन बनाए, जिसमें 21 शतक शामिल है। उन्होंने लंकाशायर और लीसेस्टरशायर काउंटी चैंपियनशिप में भी अपने भाग्य को आजमाया।