Confermato il successo in Coppa Internazionale nel 1935, la formazione rimpinguò ulteriormente la sua bacheca con l'oro olimpico a Berlino 1936. Decisivo fu il contributo di Annibale Frossi, autore di una doppietta contro l'Austria nella finalissima. Nel 1938 fu poi bissato il titolo mondiale, con la vittoria nell'edizione tenutasi in Francia: l'Italia iniziò il suo percorso dagli ottavi di finale eliminando la nei supplementari, i padroni di casa transalpini nei quarti e il in semifinale. La gara con i sudamericani rimane inoltre celebre per il curioso episodio di cui Meazza fu protagonista, marcando il raddoppio su calcio di rigore mentre era impegnato a sorreggere con una mano i calzoncini cadenti; nell'atto conclusivo gli azzurri regolarono per 4-2 l'Ungheria, con doppiette di Piola e Colaussi.