סנטנה חזר לקדנציה שנייה בנבחרת ברזיל ב-1985. הוא הוביל את הנבחרת במוקדמות מונדיאל 1986, ופעם נוספת העפיל עמה מראש הבית לטורניר הגמר. ברזיל שיחקה בבית עם בוליביה ועם , וסיימה במאזן של שני ניצחונות (שניהם בחוץ) ושתי תוצאות תיקו. סנטנה אימן את ברזיל במונדיאל 1986 במקסיקו, שהיה השני ברציפות שלו כמאמן הנבחרת. בשלב הבתים הראשון הרשימה ברזיל עם מאזן מושלם של שלושה ניצחונות וללא ספיגה, לאחר שגברה 0–1 על , 1-0 על , וסיימה עם 0–3 על . הנבחרת של סנטנה המשיכה להרשים גם בשמינית הגמר, לאחר 0–4 על . ברבע הגמר פגשה ברזיל את אלופת אירופה המכהנת, נבחרת צרפת עם כוכבה הגדול מישל פלאטיני. קארקה הבריזלאי כבש ראשון, אך פלטיני השווה עוד במחצית הראשונה, מה שהיה שער החובה היחיד של ברזיל בטורניר. התוצאה נשמרה עד לדו-קרב בעיטות עונשין, בו נוצחה ברזיל 3–4 והודחה. סנטנה סיים את הקדנציה השנייה בברזיל בתום הטורניר, לאחר שהוביל אותה ליכולת גבוהה ומרשימה אך לא הצליח לזכות עמה בגביע העולם.