11 Temmuz 2010 tarihinde ilk kez Dünya Kupası'nı aldıkları maçta kaptanlık pazubandını taktı. O maçta Hollanda'yı 1-0 yendiler. Böylece Dünya Kupası'nı kazanan üçüncü kaptan kaleci oldu (1934'te Gianpiero Combi ve 1982'de Dino Zoff ile beraber). Turnuvanın sonunda Altın Eldiven ödülünü aldı. Güney Afrika'da beş maçta gol yemedi. sadece iki gol yiyen Casillas Paraguay ile yaptıkları yarı final maçında bir penaltı kurtardı.