Apenas concluida la Copa Mundial de Fútbol de 2010, el 24 de julio, Mano fue contratado como nuevo entrenador de la Selección de fútbol de Brasil con el objetivo de triunfar en la Copa América 2011, la Copa FIFA Confederaciones 2013 y posteriormente, en la Copa Mundial de Fútbol de 2014. En su primer desafío; la Copa América 2011, superó la fase inicial como primero del grupo, pero en los cuartos de final fue derrotado y eliminado por la selección paraguaya, dirigida en aquel entonces por Gerardo Martino, quien posteriormente alcanzó la final del certamen continental. Asimismo, también perdió contra en la final del Torneo masculino de fútbol en los Juegos Olímpicos de Londres 2012. A finales del año 2012, fue despedido de su cargo como seleccionador y sustituido por Luiz Felipe Scolari.