En la Copa Mundial de Fútbol de 2010, celebrada en Sudáfrica, Schweinsteiger reemplazó en el mediocampo a Michael Ballack, camiseta de brasil capitán del combinado alemán que se encontraba lesionado. Tuvo una buena actuación, puesto que añadió liderazgo al joven equipo alemán. El Nuevo Zorrilla, junto al estadio de San Mamés de Bilbao, fue la sede del Grupo D (encabezado por la selección de Inglaterra), jugando las selecciones de Francia, Checoslovaquia y Kuwait un total de tres partidos en Valladolid.