En la fase de grupos quedó en el Grupo E con Japón, Camerún y Dinamarca grupo que dominó de inicio a fin ganándole dos por cero a Dinamarca, uno a cero a Japón y logró ganarle a Camerún en un sufrido partido.
En los octavos de final se enfrentaron a la sorprendente Eslovaquia, inexperta en Copas Mundiales, en un partido que ganó con un poco de incertidumbre en los últimos minutos. En cuartos de final se enfrentaron a los pentacampeones del mundo Brasil, que se fueron con ventaja al descanso, pero los neerlandeses en el segundo periodo empataron. La expulsión de Felipe Melo afectó a la defensa sudamericana rematando al conjunto un gol de Sneijder a los 68'. En semifinales se enfrentaron a Uruguay, a los que derrotaron con un partidazo de Sneijder y Robben.
En la gran final se decidió el campeón contra España, en un partido en el cual no realizaron un gran fútbol, aunque una de las figuras de Países Bajos, Robben falló un mano a mano con Casillas. Finalmente ya en la prórroga España se impuso, tras un agónico gol de Andrés Iniesta.
