川岛入选日本队2010年南非世界杯大名单。川岛代表日本参加了3场小组赛，并与日本首次进入本土以外世界杯赛事的16强。2011年1月，川岛永嗣在2011年亚洲杯对阵敍利亚的小组赛中被红牌罚下；在对阵南韩的半决赛中，当比赛进入点球大战时，川岛永嗣扑出了具滋哲和李龙莱的点球，最终帮助日本队以5：2晋级决赛。决赛中，川岛永嗣先是扑出了18分钟卡希尔利用角球的头球攻门，在下半场快要结束时，又两度封出科威尔的单刀，加时赛又扑出克鲁斯的头球，力保日本队球门不失，最终帮助日本队成功夺冠，并当选决赛中的全场最佳球员。