在蘇基奇迅速離開后，拉多米爾·安蒂奇被任命為教練，成功隨之而來。塞爾維亞的預選賽始于2008年。他們的資格小組包括1998年世界杯冠軍和2006年世界杯亞軍，羅馬尼亞，以及奧地利，立陶宛和法羅群島，那么2010年世界杯塞維利亞比賽如何？
塞爾維亞在預選賽期間一直保持穩定，這導致球隊自動獲得2010年南非世界杯的資格。他們在主場5-0戰勝羅馬尼亞，確認晉級。
2010年世界杯隊長德揚·斯坦科維奇成為唯一一位以三個不同國家的名字參加世界杯的球員（盡管他從未改變國籍;這是涉及南斯拉夫身份的地緣政治事件的結果）。在他們作為獨立國家的第一場比賽中，他們將面對加納，和澳大利亞。
他們的首場小組賽是對陣加納，雙方都有機會，但亞歷山大·盧科維奇的紅牌和下半場替補球員茲德拉夫科·庫茲馬諾維奇的手球給了加納一個點球，讓加納在死亡時全取三分。阿薩莫阿-吉安第8分鐘全場破門，塞爾維亞1-0落敗。在塞爾維亞的第二場小組賽中，他們以1-0的比分擊敗了德國隊，米蘭·約萬諾維奇在上半場晚些時候打進了一個進球。國際足聯的官方稱這場勝利是“塞爾維亞足球史上最著名的一天”。
塞爾維亞只需要一分就可以進入淘汰賽階段，但被澳大利亞以2-1擊敗。澳大利亞在下半場通過蒂姆·卡希爾和布雷特·霍爾曼打進兩球。馬爾科·潘特利奇最后時刻的進球只是一種安慰。他們在小組中排名最后。
