In 2015 won Sampaoli met Chili voor het eerst in de geschiedenis de Copa América. Achtereenvolgend werden Ecuador (2-0, groepsfase), Bolivia (5-0, groepsfase), Uruguay (1-0, kwartfinale) en Peru (2-1, halve finale) verslagen. Alleen van Mexico wisten Sampaoli en zijn team niet te winnen (3-3, groepsfase). In de finale trof Chili buurland Argentinië. Nadat de reguliere wedstrijd in 0-0 was geëindigd, volgde verlenging. Ook in de verlenging werd niet gescoord en strafschoppen moesten de beslissing brengen. Chili schoot alle penalty's onberispelijk binnen en dankzij gemiste strafschoppen van de Argentijnen Gonzalo Higuaín en Éver Banega won Chili de strafschoppenreeks met 4-1. Het land mocht hierdoor deelnemen aan de FIFA Confederations Cup 2017. In januari 2016 stopte Sampaoli als bondscoach van Chili. Hij leverde zijn contract in nadat hij in verband werd gebracht met een corruptiezaak.