Nachdem sich Belgien für die Europameisterschaft 2016 in Frankreich qualifizierte, eroberten sie sich den ersten Platz in der FIFA-Weltrangliste, verloren diesen allerdings nach einer Testspielniederlage im März 2016 gegen Portugal an Argentinien. Nachdem die belgische Nationalmannschaft bei der EM-Endrunde in Frankreich ihrer Rolle als Favorit nicht gerecht wurde und im Viertelfinale gegen Wales ausschied, wurde Wilmots entlassen. Nachdem der Spanier Roberto Martínez die Nachfolge antrat, qualifizierte sich Belgien als erste europäische Mannschaft neben Gastgeber Russland für die Weltmeisterschaft 2018 und errang mit drei Siegen in drei Spielen den Gruppensieg. In der Folge erreichten sie nach Siegen gegen Japan (3:2) und Rekordweltmeister Brasilien (2:1) das Halbfinale und verloren dort gegen den späteren Weltmeister Frankreich (0:1). Das Turnier beendete Belgien auf dem dritten Platz, nachdem England mit 1:0 geschlagen wurde.