La mancata vittoria in Germania causò cambio in panchina, con l'ex capitano Dunga che rimpiazzò Parreira il 24 luglio 2006. Il nuovo tecnico esordì il 16 agosto pareggiando contro la Norvegia a Oslo e il 3 settembre batté per 3-0 l'Argentina all'Emirates Stadium di Londra, poi ottenne altre vittorie in amichevole, contro , Al Kuwait Kaifan, e . Dunga preferì Luís Fabiano a Ronaldo e portò in nazionale non solo le stelle acclamate delle grandi squadre europee, ma anche calciatori che, come Vágner Love, Dudu Cearense ed Elano, militavano nei campionati russo e ucraino. Subita la prima sconfitta il 6 febbraio 2007 in amichevole contro il di Scolari, il Brasile di Dunga fu poi impegnato nella Coppa America 2007 in Venezuela. La nazionale carioca perse sorprendentemente contro il Messico all'esordio (2-0), ma batté poi Cile (3-0) ed Ecuador (1-0), qualificandosi ai quarti di finale, dove sconfisse nuovamente il Cile (6-1), per poi eliminare in semifinale l'Uruguay ai rigori (5-4 dopo il 2-2 dei tempi supplementari). In finale l'avversaria fu ancora una volta l'Argentina, favorita alla vigilia per aver vinto tutte le partite precedenti l'atto conclusivo della manifestazione. A prevalere (3-0) fu nuovamente il Brasile, capace di sconfiggere gli argentini in una finale per la terza volta in tre anni. Robinho fu nominato miglior giocatore del torneo, oltre ad aver vinto il titolo di capocannoniere.