Con l'inizio degli anni duemila iniziò un calo nelle prestazioni della nazionale italiana, che non fu più in grado di mantenere i livelli di vertice raggiunti nel decennio precedente. Al campionato europeo 2001 l'Italia, allenata da Carolina Morace, venne eliminata nella fase a gironi per la peggior differenza reti rispetto alla , gettando via la qualificazione nella terza partita persa per 2-0 dalla già eliminata. Quattro anni dopo al campionato europeo 2005 l'Italia fu la delusione maggiore del torneo, avendo concluso il suo raggruppamento a zero punti, avendo perso tutte e tre le partite contro Germania, Norvegia e Francia, subendo dodici reti complessivamente. Il riscatto arrivò nell'edizione 2009 dello stesso campionato europeo con la nazionale che con due vittorie su e riuscì a superare la fase a gironi col secondo posto dietro alla che l'aveva sconfitta. Nei quarti di finale l'Italia affrontò la Germania, tenendole testa per tutta la partita disputata a Lahti, ma venendo comunque sconfitta per 2-1 dalle tedesche che poi andarono a vincere il loro settimo titolo continentale. Dopo aver mancato la qualificazione alle edizioni 2003 e 2007 del campionato mondiale, la nazionale italiana mancò la qualificazione all'edizione 2011 al play-off tra le confederazioni UEFA e CONCACAF. Il play-off si disputò su partite di andata e ritorno tra Italia e . Le statunitensi si imposero in entrambe le gare per 1-0: all'andata a Padova decise una rete di Alex Morgan al quarto minuto di recupero, mentre nel ritorno giocato a Bridgeview decise una rete di Amy Rodriguez nel primo tempo, mandando gli Stati Uniti al mondiale tedesco.