Il Torneo Pre-Olimpico, disputatosi in Brasile, vide la Nazionale disimpegnarsi con costrutto. Furono poi organizzate delle partite con compagini australiane per testare la condizione dei giocatori, e il 14 settembre iniziò il torneo Olimpico vero e proprio: il Brasile superò la per 3-1. Superata la fase a gironi, il sconfisse la Nazionale dalla maglia gialla ai tempi supplementari, con gol decisivo di Modeste M'Bami. Nel 2003 la squadra fu assegnata a Ricardo Gomes, che disputò la CONCACAF Gold Cup 2003 con la selezione Under-23, mentre per i Giochi Panamericani del 2003 fu chiamato José Claudinei Georgini, detto Valinhos, anche se per l'ultimo incontro a sedersi sulla panchina fu Paulo Luiz Campos. Gomes riprese il comando della Nazionale olimpica dopo la partecipazione ai Panamericani, ma la Nazionale mancò la qualificazione a . Nel 2007 Lucho Nizzo prese parte ai Giochi Panamericani in qualità di CT, mentre per il 2008 l'allenatore della Nazionale A, Dunga, fu indicato dalla CBF come selezionatore per la formazione Olimpica. La squadra giunse alle semifinali, ma i rivali dell'Argentina la eliminarono con un 3-0; nella finalina, il Brasile sconfisse il , aggiudicandosi la medaglia di bronzo..