Von Dezember 2012 bis Oktober 2013 trainierte er seinen ehemaligen Verein Internacional Porto Alegre. Seinen ersten Vereinstitel gewann er im Mai 2013 mit der Staatsmeisterschaft von Rio Grande do Sul (Finale 2:1 gegen Juventude). Im Oktober desselben Jahres wurde er nach einer Serie von Niederlagen entlassen. Ende Juli 2014 wurde Dunga zum zweiten Mal Trainer der Seleção als Nachfolger von Felipe Scolari. Bei der Copa América 2015 in Chile errang Brasilien den Gruppensieg und schied im Viertelfinale nach Elfmeterschießen gegen Paraguay aus. Im Mai 2015 übernahm er auch wieder die Verantwortung für die Vorbereitung der Olympiamannschaft, deren Ziel es war, bei den Olympischen Spielen 2016 in Rio de Janeiro erstmals die Goldmedaille zu gewinnen. Nach dem Ausscheiden nach der Gruppenphase der Copa América Centenario 2016 wurde er vom brasilianischen Fußballverband entlassen. Im Turnier von Rio wurde die schließlich siegreiche Mannschaft von Rogério Micale betreut.