Marraskuun alussa 2013 O’Neill allekirjoitti kaksivuotisen sopimuksen Irlannin maajoukkueen päävalmentajan tehtävästä. Hänen apuvalmentajanaan tulee toimimaan Roy Keane. Kaksikon johdolla Irlanti sijoittui EM2016-karsintalohkossaan kolmanneksi. Jatkokarsinnoissa Irlanti pudotti Bosnia ja Hertsegovinan yhteismaalein 3–1 ja eteni historiallisesti toista kertaa perättäin EM-lopputurnaukseen. Pari päivää ennen EM-kisojen alkua Irlannin jalkapalloliitto teki O’Neillin kanssa vuoteen 2018 ulottuvan jatkosopimuksen.