記念すべき初出場となったベルリン大会。16カ国によるノックアウト方式で争われ、日本は1回戦でスウェーデンと対戦した。「北欧の巨人」と言われた強豪に対し、日本は前半のうちに2点を奪われる苦しい展開となった。しかし不屈の闘志を見せる日本は後半に入ると猛攻を仕掛け、49分に川本泰三が反撃の狼煙を上げるゴールを奪取。さらに62分に右近徳太郎が同点ゴールを決めると、終了間際の85分には松永行が値千金の決勝ゴールをマーク。優勝候補相手に3-2と逆転勝利を挙げたこの試合は、「ベルリンの奇跡」として報道された。しかし続く準々決勝ではこの大会で金メダルを獲得したイタリアに0-8で敗れている。

16チームで行われる予定だったが、中国、ハンガリーなど5チームが棄権したため、11チームによってメダルが争われることとなった。日本は極東地域の予選で韓国と対戦。2試合合計2-2となり、延長戦でも決着がつかなかったため、抽選の末に二度目の本大会出場を果たした。1回戦で開催国のオーストラリアと対戦した日本は、26分にPKを献上し先制点を許すと、61分にも失点して0-2と敗戦。八重樫茂生らの奮闘及ばず、初戦で姿を消すこととなった。

ドイツ人のデットマール・クラマー氏の指導のもと、十分な強化を行ったうえで迎えた自国開催のオリンピック。日本は1次ラウンドの初戦でアルゼンチンと対戦した。試合は24分に先制されるも、54分に杉山隆一が同点ゴールを奪取。62分に再び突き放されるも、終盤にドラマが待っていた。81分に川淵三郎、82分に小城得達が立て続けにゴールを奪い、南米の強豪相手に3-2と逆転勝利を飾ったのだ。続くガーナ戦は2-3と逆転負けを喫したものの、グループ2位でノックアウトステージに進出。準々決勝ではチェコスロバキアに力の差を見せつけられ、0-4と大敗を喫し、メダル獲得はならなかった。

東京オリンピック以降さらなる強化を進めた日本は、万全な準備を経てこの大会に臨んだ。1次ラウンドでは、初戦のナイジェリア戦で釜本邦茂がハットトリックを達成する活躍を見せ3-1と快勝。続くブラジル戦では、終盤に追いついて引き分けに持ち込み、第3戦のスペイン戦ではスコアレスドロー。1勝2分けとし、グループ2位でベスト8進出を決めた。
準々決勝の相手はフランス。ここでも輝きを放ったのは釜本だった。27分と59分にゴールを奪い、3-1の勝利の立役者となった。しかし、準決勝ではハンガリーに0-5と大敗。そして、メダルをかけて臨んだ3位決定戦では、地元のメキシコと対戦した。20分に釜本のゴールで先制すると、40分にはまたしても釜本がゴールを奪取。頼れるエースの活躍で、日本は悲願のメダルを獲得した。

メダルを獲得したメキシコ大会以来、日本は28年ぶりの出場となった。西野朗監督率いる日本は、グループステージ初戦でブラジルと対戦。圧倒的に攻め込まれる展開となったがGKの川口能活を中心にゴールを死守すると、0-0で迎えた72分に伊東輝悦が相手のミスを逃さずに先制ゴールを奪取。これが決勝点となり、優勝候補から大金星を挙げた。
続くナイジェリア戦では終盤に失点を重ね0-2と敗戦。ハンガリーとの第3戦は1-2で迎えた90分に上村健一が同点弾を決めると、90+1分に前園真聖が決勝ゴールをマーク。3-2と逆転勝利を収めたものの、同じ2勝1敗で並んだナイジェリアとブラジルに得失点差で及ばず、グループ3位で敗退となった。

2大会連続の出場となったシドニー大会。圧倒的な成績でアジア予選を突破した日本は史上最強と呼ばれるチームだった。グループステージ初戦では、高原直泰の2ゴールで2-1と南アフリカに逆転勝ち。第2戦では中田英寿と稲本潤一にゴールが生まれ、2-1でスロバキアに競り勝った。第3戦ではブラジルに敗れたものの、2勝1敗でノックアウトステージに駒を進めた。
そして迎えた準々決勝ではアメリカと対戦。30分に柳沢敦のゴールで先制すると、一度は同点とされるも72分に高原直泰が勝ち越しゴールを決める。しかし、このまま逃げ切るかと思われた90分に失点し、土壇場で同点とされてしまう。試合は2-2のまま延長に突入するも決着がつかず、勝負の行方はPK戦に委ねられた。アメリカが5人全員成功したのに対し、日本は4人目の中田が失敗。ベスト4を前に、涙を呑んだ。

3大会連続での出場となった日本は、小野伸二と曽ヶ端準の2人をオーバーエイジとして迎え、大会に臨んだ。初戦のパラグアイ戦では立ち上がりの失点でリズムを失うと、前半のうちに3失点。小野の2ゴールと大久保嘉人の得点で追いすがったが、3-4と打ち合いに屈した。続くイタリア戦でも前半に3失点し、力の差を見せつけられた。阿部勇樹と高松大樹のゴールで1点差にまで詰め寄ったが、2-3で2連敗となり、早々に敗退が決まった。それでも第3戦では37分に生まれた大久保のゴールを守り抜き、1-0でガーナに勝利。最後に意地を見せた。

反町康治監督率いる日本は、オーバーエイジを採用せず、1985年生まれ以降のU-23世代のみで北京オリンピックの舞台に臨んだ。初戦のアメリカ戦では後半立ち上がりに失った1点を取り返せずに、0-1と敗戦。続くナイジェリア戦では79分に豊田陽平が一矢を報いたものの、1-2で敗戦。前回大会に続いて早期敗退となった。なんとか意地を見せたかった第3戦でもオランダに0-1で敗れ、3連敗とひとつの勝点も手にすることができずに、帰国の途に就いた。それでもこの大会での屈辱を糧に、長友佑都、内田篤人、本田圭佑、香川真司、岡崎慎司らが日本を代表する選手へと成長を遂げていった。

5大会連続の出場となった日本を率いたのは関塚隆監督。徳永悠平と前回大会にも出場した吉田麻也がオーバーエイジとしてメンバー入りした。初戦では優勝候補と目されたスペインを、大津祐樹の一撃で1-0と下すと、第2戦では終了間際に永井謙佑にゴールが生まれ、1-0とモロッコを撃破した。ホンジュラスとの第3戦は引き分けに終わったが、2勝1分とし、グループ首位でベスト8に進出した。
日本の勢いは止まらず、準々決勝ではエジプトに3-0と快勝。しかしメキシコと対戦した準決勝では大津のゴールで先制しながらもその後に3失点し、1-3と敗戦。銅メダルをかけて韓国との3位決定戦に臨むこととなった。運命の大一番は38分と57分に失点し、0-2と完敗。メキシコ大会以来、44年ぶりのメダル獲得はならなかった。

48年ぶりのメダルを目指し、リオ・オリンピックに臨んだ日本。チームを率いる手倉森誠監督は、オーバーエイジに興梠慎三、塩谷司、藤春廣輝の3人を指名した。グループ初戦のナイジェリア戦は、激しい点の取り合いとなった。エテボひとりに4ゴールを奪われるも、日本は南野拓実 、浅野拓磨、鈴木武蔵らのゴールで追いすがる。しかし一歩及ばず、4-5で敗れた。続くコロンビア戦では2点を先行されながらも、浅野と中島翔哉にゴールが生まれ、2-2の引き分けに持ち込んだ。そして迎えた第3戦は、65分に生まれた矢島慎也のゴールを守り抜き、1-0でスウェーデンを撃破。勝点4としたものの、コロンビアに1ポイント及ばず、3位でグループステージ敗退となった。

1964年大会以来、57年ぶり二度目の東京大会は、新型コロナウイルス感染症拡大の影響によって、史上初の一年延期・一部無観客での開催となった。
延期の影響で年齢制限がU-23からU-24とされたチームは、SAMURAI BLUEでも監督を務める森保一監督が兼任体制で率いており、オーバーエイジにはSAMURAI BLUEでも主力を担う吉田麻也、酒井宏樹、遠藤航が選ばれ、自国開催でのメダル獲得を本気で目指した。
南アフリカ、メキシコ、フランスとのグループステージを3戦全勝で突破。準々決勝ニュージーランド戦はスコアレスからのPK戦と苦戦するも、結果勝ち上がったことで目標達成に向けての期待は高まった。勝てばメダル獲得が確定する準決勝スペイン戦も苦しい試合展開が続き、再びPK戦かと思われた115分に失点して敗退。銅メダルをかけた3位決定戦は、グループステージで勝利したメキシコと再戦。しかし、試合内容も結果も逆の展開となり、1-3で敗れ、悲願のメダル獲得を目前に涙を流した。