2000 року Антоніу Олівейра знову став головним тренером збірної Португалії. У відбірковому циклі чемпіонату світу 2002 року португальці виграли 7 матчів і 3 рази зіграли внічию. Посівши перше місце в групі, збірна Португалії в третій раз пробилася на чемпіонат світу. У фінальному турнірі збірна Португалії програла два матчі збірній США — 2:3 і збірній Південної Кореї — 0:1 і вилетіла з турніру після групової стадії.