بعد أن منع ميسي من اللعب للأرجنتين في دورة الألعاب الأولمبية الصيفية 2008،[160] وافق برشلونة بتركه يرحل بعد أن تحدث مع المدرب المعين حديثاً جوسيب غوارديولا.[161] إنضم لتشكيلة الارجنتين وسجل الهدف الأول في الفوز 2-1 على ساحل العاج.[161] ثم انه سجل الهدف الأول، وصنع لأنخيل دي ماريا في الشوط الثاني ليقود فريقه بالفوز 2-1 في الوقت الاضافي على هولندا.[162] وظهر أيضاً في مباراة الارجنتين ضد منافسه البرازيل، التي فازت بها الأرجنتين بالـ3-0، وبالتالي تتقدم إلى المباراة النهائية. في مباراة الميدالية الذهبية، صنع ميسي مرة أخرى لدي ماريا هدف المباراة الوحيد في الفوز على نيجيريا 1-0.[163]