Gli anni successivi videro la nazionale croata mancare l'accesso al campionato europeo per tre edizioni di fila e al campionato mondiale per due edizioni consecutive. Ai campionati europei tornò ad ottenere risultati analoghi a quegli degli esordi con un settimo posto nell'edizione 2006 e con un sesto posto nell'edizione 2008. Ai campionati mondiali ottenne un settimo posto finale nell'edizione 2011 dopo essere stata eliminata ai quarti di finale dalla , successiva vincitrice del torneo. Conquistò due medaglie di bronzo ai Giochi del Mediterraneo nel 2005 e nel 2013. La nazionale croata, superando i tornei olimpici di qualificazione, guadagnò l'accesso per la prima volta al torneo di pallamano dei Giochi della XXX Olimpiade, disputatisi a Londra nel 2012. Inserita nel girone A concluse al secondo posto con quattro vittoria e la sola sconfitta dal nella partita d'esordio. Ai quarti di finale la Croazia venne sconfitta per 22-25 dalla , venendo eliminata dal torneo e concludendo al settimo posto finale.