Reprezentacja była gospodarzem Mistrzostw Świata w Piłce Nożnej i została automatycznie przydzielona do grupy A. Brazylia w meczu otwarcia Mistrzostw wygrała 3:1 z Chorwacją na Arenie Corinthians w São Paulo. W kolejnym meczu na arenie Castelão w Fortalezie, rozegrała pojedynek z reprezentacją Meksyku. Mecz skończył się bezbramkowym remisem, a bohaterem spotkania został bramkarz Meksyku Guillermo Ochoa, który bronił kolejne strzały Brazylijczyków. W ostatnim meczu fazy grupowej 23 czerwca Brazylia zmierzyła się z Kamerunem. Reprezentacja Brazylii wygrała to spotkanie 4:1 – autorami goli byli Neymar (2), Fred i Fernandinho. Brazylia wygrała swoją grupę. W 1/8 finału spotkała się z Chile. Mecz skończył się remisem 1:1, w dogrywce nie padł ani jeden gol, więc konieczne było przeprowadzenie serii rzutów karnych. W niej lepsi okazali się Brazylijczycy, wygrywając 3:2. Kolejnym rywalem w drodze do finału była Kolumbia. Mecz skończył się wynikiem 2:1. Gole dla Brazylii strzelili Thiago Silva oraz David Luiz. Dla Kolumbii z rzutu karnego strzelił James Rodríguez, dla którego to był szósty gol na tych mistrzostwach. 8 lipca na stadionie Estádio Mineirão w Belo Horizonte w meczu półfinałowym Brazylia przegrała z Niemcami 1:7 tracąc szansę na 6 mistrzostwo oraz ponosząc największą w swojej historii porażkę. Ostatecznie Brazylia zakończyła udział w mistrzostwach na 4. miejscu przegrywając na stadionie Estádio Nacional w Brasílii w meczu o brązowy medal z Holandią 0:3.