Blížil si sa Majstrovstvá sveta v roku 2010 v Juhoafrickej republike a nominácia trénera Carlosa Dungu mala čoskoro uzrieť svetlo sveta. Povrávalo sa, že na turnaj sa pravdepodobne talentovaný Neymar nedostane, avšak jeho podporovatelia sa s touto myšlienkou nechceli zmieriť. Dokonca aj brazílske legendy ako Pelé či Romario sa cez médiá prihovárali za hviezdneho mladíka, ktorý si dovtedy stihol podmaniť brazílsku verejnosť, ale Dunga bol neoblomný. Neymara na šampionát nezobral a so svojím tímom vypadol vo štvrťfinále, kde prehral s Holandskom, neskorším finalistom turnaja, 1:3.