El 5 de octubre, Alemania clasificó a la Copa Mundial de Fútbol de 2018 tras ganarle 3:1 a Irlanda del Norte. La clasificación, sumada a las victorias en la Eurocopa Sub-21 y la Copa Confederaciones, la convirtieron en uno de los máximos candidatos a ganar la Copa del Mundo. A pesar de que aún le quedaban dos años de contrato con el seleccionado, en mayo de 2018 Löw renovó su acuerdo con la institución hasta 2022. En la preparación para la Copa del Mundo, los alemanes jugaron seis encuentros amistosos: tres empates, dos derrotas y tan solo una victoria (2:1 ante Arabia Saudita). En el primer partido de la fase de grupos perdieron 1:0 con México. Los medios de comunicación alemanes subrayaron la mala defensa y el «ataque invisible» que tuvo el seleccionado alemán a lo largo del encuentro. En el segundo partido, Alemania derrotó a Suecia por 2:1 con un gol de Toni Kroos al minuto 95. No obstante, el tercer y último partido de la primera ronda lo perdió por 2:0 con Corea del Sur, por lo que se convirtió en el tercer seleccionado consecutivo en caer en fase de grupos como campeón defensor. Alemania quedó en el vigésimo segundo lugar en la tabla de posiciones de la Copa del Mundo, por lo que firmó su peor actuación en la competición mundial. La prensa alemana calificó la eliminación como una «desgracia histórica» e hizo hincapié en la continuidad de Löw en la conducción técnica de Alemania. Por su parte, Löw dijo que la actuación de su equipo lo había decepcionado y no aseguró su continuación bajo el mando del mismo.