阿根廷與波黑、尼日利亞和伊朗共同分在F組。潘帕斯雄鷹小組出線幾無難度,他們憑藉三連勝強勢挺進十六強。並在淘汰賽中經過加時1-0淘汰瑞士,鎖定一個八強席位。
F組第一輪阿根廷便與波黑上演強強對話。科拉西納茨開場128秒將球踢入自家大門,打進世界盃歷史上的最快烏龍球。64分鐘,梅西橫向突破後禁區弧內左腳低射,皮球擊中左側立柱後彈入網窩。梅西在個人世界盃第9戰中收穫第二球,並終結623分鐘的個人世界盃進球荒。伊比舍維奇終場前不久為波黑扳回一球。阿根廷2-1取得開門紅。
次輪對陣伊朗,阿根廷在大部分時間裏破門乏術,憑藉梅西補時階段世界波絕殺,潘帕斯雄鷹1-0小勝對手。此戰過後,阿根廷兩連勝積6分提前出線。
最後一輪,阿根廷面對尼日利亞。開場僅3分鐘,梅西勁射首開紀錄。但僅1分鐘後,尼日利亞便扳平比分。上半場補時第2分鐘,阿根廷獲得禁區前沿任意球機會,梅西踢出完美弧線,皮球直挂球門死角。第47分鐘,尼日利亞將比分扳平,穆薩梅開二度。第50分鐘,拉維奇開出角球,助攻上前的羅霍用膝蓋將皮球打進,阿根廷再次領先,比分鎖定為3比2。阿根廷小組賽3場皆勝拿到9分以小組頭名身份出線,將在淘汰賽對陣瑞士。
1/8決賽中,阿根廷輪換1人,拉維奇頂替受傷的阿奎羅首發出場。阿根廷通過加時賽1比0小勝瑞士晉級八強,梅西在加時賽結束前不久助攻迪馬利亞打進全場唯一進球,澤馬伊利終場前曾射中門柱。1/4決賽中,阿根廷將對陣歐洲紅魔比利時。
阿根廷與比利時在八強戰中狹路相逢。第7分鐘,伊瓜因大禁區中路右腳迎球掃射,皮球飛入球門左下死角。第27分鐘,迪馬利亞在射門過程中拉傷右大腿肌肉,被佩雷斯換下。賽後阿根廷足協宣佈,迪馬利亞右腿肌肉撕裂,徹底告別世界盃。最終,阿根廷1比0小勝比利時,繼1990年世界盃後首次打進四強,半決賽將面對荷蘭。