1990 року Гойкочеа поїхав на свій перший чемпіонат світу, який проходив в Італії. Серхіо був лише третім воротарем збірної після Ісласа та Нері Пумпідо. Проте, будучи розсердженим тим фактом, що є лише дублером Пумпідо, Іслас залишив розташування збірної якраз перед «мундіалем». За збігом обставин, Пумпідо травмувався вже у другому матчі того чемпіонату і, таким чином, третій воротар Серхіо Гойкочеа став основним. В підсумку, Гойкочеа був визнаний найкращим воротарем турніру. Серхіо зміг допомогти своїй команді вийти у фінал, двічі перемігши в серії пенальті, спочатку Югославію, а потім і господарів турніру — Італію. У грі з італійцями Гойкочеа відбив два післяматчевих одинадцятиметрових від Альдо Серени та Роберто Донадоні.