La Selección Chilena, tras alcanzar el quinto lugar en la Copa Mundial de Montevideo de 1930, entró en un periodo de receso. Los campeonatos sudamericanos no se efectuaron y no se participó en las eliminatorias para el Mundial de Italia de 1934. Sólo en 1939 se reanudaría el torneo sudamericano en Perú, teniendo la Selección Nacional un pobre desempeño. Dos años después, en 1941, el torneo se realizó en Santiago con motivo del cuarto centenario de la fundación de la ciudad. Para este evento se amplió el Estadio Nacional de 30 mil a 70 mil espectadores. En el torneo, la Selección Nacional perdió la final ante los argentinos, a pesar de la óptima organización y la campaña inicial.

Chile volvió a ser nuevamente anfitrión en 1945, año en que alcanzó el tercer lugar. Cuatro años más tarde el equipo nacional clasificó para la Copa Mundial de Fútbol de 1950 realizado en Brasil. En esta ocasión la Selección, capitaneada por el portero Sergio Livingstone, perdió ante Inglaterra y España, y goleó a Estados Unidos por 5 goles a 2. Tras el Mundial de Brasil la Selección no pudo clasificar al Mundial de Suiza de 1954, empero, tuvo una destacada actuación en el Sudamericano de 1956, disputado en Montevideo. En este torneo la Selección obtuvo el subcampeonato y venció al seleccionado brasileño por 4 goles a 1. Esta victoria se vio opacada al perder la clasificación a la Copa Mundial de Suecia 1958. Tras este fracaso comenzó la preparación de la Selección Nacional para la Copa Mundial que se realizaría en Chile. Luego de una preparación de cinco años y de una gira por Europa, la Selección Nacional, al mando del entrenador Fernando Riera, logró obtener el histórico tercer lugar en el Mundial de 1962.

En la siguiente cita mundialista, Inglaterra 1966, el seleccionado logró clasificar derrotando a Colombia y Ecuador, pero tuvo un pobre desempeño perdiendo dos partidos y empatando uno. Cuatro años más tarde no logró clasificar para México 1970, pero sí lo hizo para Alemania 1974, en cuyas eliminatorias la Unión Soviética se negó a jugar el partido de vuelta con la Selección Chilena, no presentándose a la competición en el Estadio Nacional. A pesar de haber clasificado para la Copa Mundial de Alemania, nuestra Selección no logró superar la primera ronda del torneo. Para el Mundial de Argentina 1978 no logró clasificar. Para el de España 1982 clasificó en forma invicta, pero tuvo una frustrante actuación al perder los tres partidos. Siguiendo la tradición de clasificar Mundial por medio, queda fuera del Mundial de México 1986.

Para las clasificatorias de Italia 1990, la bochornosa actuación el arquero Roberto Rojas, quién simuló un accidente provocado por él mismo para suspender el partido entre Chile y Brasil, impidió a la Selección ir a Italia y participar en las eliminatorias para el Mundial de Estados Unidos 1994. Después del castigo de la FIFA, la Selección volvió a clasificar al Mundial de Francia 1998, donde logró pasar a la segunda ronda. Tras doce años sin participar en el Mundial, el equipo nacional clasificó al Mundial de Futbol de Sudáfrica 2010.