Nel 1938, agendo in posizione di centrocampista, fu il capitano degli azzurri alla Coppa Rimet disputatasi in Francia: il secondo, prestigioso successo che portò l'Italia ai vertici del calcio mondiale e che permette di ricordare quella squadra come una delle più forti di tutti i tempi. Il 16 giugno a Marsiglia, nella semifinale del torneo iridato, mise a segno al il gol numero 33, una rete decisiva, l'ultima della sua carriera in nazionale (passata alla storia poiché a causa della rottura dell'elastico dei pantaloncini, tirò un calcio di rigore tenendoli con una mano); in seguito giocherà altre 7 partite in maglia azzurra senza andare in gol. Il suo record sottorete sarà raggiunto dal solo Gigi Riva il 9 giugno 1973, sempre contro i brasiliani in un'amichevole, e quindi superato il 29 settembre dello stesso anno contro la . Da "bomber" azzurro, Meazza vanta la seconda permanenza più lunga al primo posto: 38 anni, 3 mesi e 23 giorni.