Na het teleurstellende WK 2014 in Brazilië stapte bondscoach Luiz Felipe Scolari op. Op 22 juli 2014 werd Dunga door de Braziliaanse voetbalbond benoemd als zijn opvolger. Meteen na zijn terugkeer als bondscoach van de Seleção bekritiseerde hij het gedrag van enkele sterspelers. Zo vond hij dat Neymar en Daniel Alves "continu met zichzelf bezig waren" en dat David Luiz in de fout was gegaan door te huilen. Onder Dunga's leiding kwam Brazilië op de Copa América 2015 tot de kwartfinales, waarin het werd uitgeschakeld door Paraguay. Een jaar later kwam Dunga met zijn landgenoten niet door de groepsfase bij het toernooi om de Copa América Centenario. Op 14 juni 2016, twee dagen na de voortijdige uitschakeling, werd hij opnieuw ontslagen als bondscoach. Hij werd opgevolgd door Tite.