Colombia no participó en las eliminatorias a la Copa Mundial de Fútbol hasta 1954, 30 años después de la fundación de la Federación Colombiana de Fútbol. Su primera participación en una fase final del mundial tuvo lugar en la Copa Mundial de Fútbol de 1962. En esa ocasión no superó la primera ronda. Perdió con Uruguay 1-2 y Yugoslavia 5-0 y empato con la selección de la Unión Soviética en un hecho significativo en la historia de los mundiales y el fútbol colombiano al igualar a 4 tantos el partido en la ciudad chilena de Arica, el 3 de junio de 1962; el particular hecho fue gracias a que Marcos Coll, tras un cobro de un tiro de esquina desde la izquierda es hasta la fecha el único autor de un gol olímpico en la historia de los Mundiales de Fútbol.

La selección alcanzó la final de la Copa América de 1975 la cual perdió con Perú, pero tuvo que esperar hasta mediados de la década de 1980 para llegar a un plano destacado a nivel internacional, cuando llegan el entrenador Francisco Maturana, el jugador Carlos Valderrama (elegido el mejor jugador sudamericano en 1987 y 1993) y otros jugadores destacados. Así, Colombia se clasificó a la fase final del Mundial 1990 en Italia, donde es eliminada en octavos de final por Camerún (1-2) en un recordado error defensivo, después de empatar en la primera fase ante quien se coronaría campeón Alemania (1-1).

Clasificó nuevamente cuatro años más tarde para el Mundial 1994 en Estados Unidos después de vencer notablemente a Argentina (5-0) en el estadio Monumental de Buenos Aires durante la ultima fecha de esa fase eliminatoria. Aún era dirigida por Maturana quien impuso un estilo particular de "toques" (sucesión de pases cortos), haciendo parte de los equipos favoritos antes de comenzar la fase final. No obstante, el equipo es eliminado después de 2 derrotas ante Rumania (1-3) y Estados Unidos (1-2), sin embargo logro una victoria frente a Suiza (2-0). Días después de la eliminación, Colombia enfrenta un drama terrible: su defensa Andrés Escobar, quien marcó un autogol en el partido ante Estados Unidos, es asesinado a su regreso al país en la ciudad de Medellín.

Colombia obtuvo su tercera clasificación consecutiva para la fase final del Mundial 1998 en Francia sin lograr superar la primera ronda. Tras su derrota inicial con Rumania (0-1), derrota a Túnez (1-0), pero malogra su oportunidad de ir a los Octavos de Final al caer ante Inglaterra (0-2).

Tres años más tarde la selección obtiene su primer título internacional al ganar la Copa América 2001 organizada en su propio suelo, gracias a jugadores como Víctor Hugo Aristizábal (goleador del torneo), Iván Córdoba y Mario Yepes y de su entrenador Francisco Maturana quien regresó al banco de entrenador. Colombia derroto en la final a México (1-0), en partido celebrado en el Estadio Nemesio Camacho El Campín de Bogotá.

El título de la Copa América le dio el derecho a Colombia de participar en la Copa Confederaciones 2003. Los cafeteros llegaron a la semifinal, marcada por el fallecimiento del jugador camerunés Marc-Vivien Foé quien cae durante el partido ante Colombia en el Stade Gerland de Lyon. El conjunto colombiano quedó en el cuarto lugar del torneo luego de perder 2-1 con Turquía.

Actualmente (2007), en la Clasificación de CONMEBOL para la Copa Mundial de Fútbol de 2010, Colombia inició su participación con dos empates 0-0: como local en Bogotá ante Brasil y en La Paz ante Bolivia. El 17 de noviembre le ganó 1:0, a Venezuela y el 20 del mismo mes se impuso, también como local a Argentina 2:1.