दिनेश मोंगिया एक कुशल बल्लेबाज और उपयोगी पार्ट-टाइम स्पिनर थे। उन्होंने भारत के लिए 57 वनडे और एक टी20 मैच खेले। उन्होंने 1995/96 सीजन में पंजाब के लिए प्रथम श्रेणी करियर की शुरुआत की। घरेलू क्रिकेट में हमेशा अच्छा प्रदर्शन करने के कारण चयनकर्ताओं ने 2000-01 सीजन तक उन पर ध्यान दिया, जिसमें उन्होंने असाधारण प्रदर्शन किया और भारतीय वनडे टीम में शामिल हो गए।

मोंगिया ने 2001 में ऑस्ट्रेलिया के खिलाफ अपना पहला वनडे खेला। उन्होंने पांचवे मैच में अर्धशतक बनाया, लेकिन उनका सर्वश्रेष्ठ वनडे प्रदर्शन गुवाहाटी में हुआ, जहां उन्होंने मार्च 2002 में ज़िम्बाब्वे के खिलाफ 159* रन बनाए। उन्हें 'मैन ऑफ द मैच' और 'मैन ऑफ द सीरीज' घोषित किया गया क्योंकि उन्होंने 5 मैचों में 263 रन बनाए और 3 विकेट लिए। फिर भी, उनके प्रदर्शन में अस्थिरता और सबकॉंटिनेंट के बाहर उनकी तकनीक को लेकर चिंताओं के चलते उनकी टीम में जगह अनिश्चित बनी रही। उन्होंने 2004 में लंकाशायर और 2005 में लीसेस्टरशायर के लिए खेला। कुछ वापसी करने के बावजूद, वह भारतीय टीम में अपनी जगह पक्की नहीं कर सके और अंततः टीम से बाहर हो गए।