Argentina vann kvalspelet till VM i Japan och Sydkorea 2002 och Bielsa utsågs av IFFHS till 2001 års bäste tränare, men väl i mästerskapet slogs hans lag ut direkt, som grupptrea efter Sverige och England. Trots motgången fick Bielsa fortsätta som tränare, och 2004 vann hans Argentina OS-guld i Aten. Kort efter turneringen lämnade han oväntat sin tjänst, med hänvisning till att han fått slut på energi.