Quatro anos depois, mais uma vez a seleção brasileira decepcionou, foi eliminada da Copa do Mundo e viu o volante Fernandinho aparecer como um dos protagonistas da queda no Mundial. O jogador marcou um gol contra que abriu o caminho da vitória da Bélgica por 2 a 1, resultado que eliminou o time brasileiro nas quartas de final do Mundial da Rússia.
Em 2014, na histórica e vexatória derrota por 7 x 1 para a Alemanha, o volante foi um dos piores em campo e ficou marcado ao ser desarmado facilmente por Kroos, na saída de bola, no lance que originou o quarto gol alemão.
Diante da Bélgica, mais uma vez o volante não jogou bem. O gol de abertura do placar saiu em uma cobrança de escanteio, em que ele tentou cortar de cabeça e mandou contra a própria meta de Alisson. Durante a partida, ele ainda errou bastante passes e foi um dos atletas brasileiros que mais sentiu a derrota.
Fernandinho foi titular no lugar de Casemiro, que precisou cumprir suspensão pelo segundo cartão amarelo. Com 33 anos, existe a possibilidade dele anunciar que não defenderá mais a seleção brasileira.