Il risultato consente comunque alla sua nazionale la partecipazione al Mondiale di Germania 2010, dove la Colombia, al debutto nel mondiale di categoria, è inserita nel gruppo A con , e . La squadra si rivela una delle maggiori sorprese nella qualificazione alla seconda fase, riuscendo ad accedere ai quarti di finale grazie alla migliore differenza reti dopo aver pareggiato per 1-1 l'incontro con le francesi. Il cammino proseguì positivamente, vincendo per 2-0 sulla con reti di Tatiana Ariza e Yoreli Rincón., ma incontrando una battuta d'arresto con le avversarie della , passate in vantaggio in semifinale già al 2' con Ebere Orji senza che le colombiane riuscissero a ribaltare il risultato. Anche la finale per il terzo posto, dove incontra la , si rivela amara per la sua squadra che, dopo essere riuscita a mantenere l'incontro in parità e a reti inviolate alla fine del primo tempo, deve cedere incontro e podio alle avversarie, andate in rete al 49' con Ji So-yun che fissa il risultato sull'1-0 finale.. In quell'occasione Arias viene schierata titolare in tutti i sei incontri disputati dalla Colombia.