Pierwszy udział był poprzedzony udanymi eliminacjami, a w dwumeczu Polska okazała się lepsza od Jugosławii, trzeciej drużyny pierwszej edycji MŚ w 1930 roku. W Warszawie było 4:0, a w rewanżu w Belgradzie gospodarze zwyciężyli 1:0 i nie zdołali odrobić strat.
Debiut w mundialu miał miejsce w niedzielę 5 czerwca 1938 roku. Od razu w 1/8 finału, bowiem taka wtedy obowiązywała formuła. O godzinie 17 na Stade de la Meinau w Strasburgu szwedzki sędzia Ivan Eklind rozpoczął mecz Polska - Brazylia. W regulaminowym czasie gry było 4:4, a skończyło się 5:6 po dogrywce, jedynej jaką biało-czerwoni rozegrali w mistrzostwach świata. Polskim bohaterem został Ernest Wilimowski, który zdobył cztery gole.
Na kolejny występ w MŚ Polacy czekali 36 lat. W eliminacjach sprawili sensację, gdyż okazali się lepsi m.in. od Anglii, która w 1966 roku świętowała wywalczenie tytułu, a "zwycięski remis" 1:1 na londyńskim Wembley 17 października 1974 roku przeszedł do historii krajowego futbolu i do dziś pozostaje jednym z najsłynniejszych meczów, jakie rozegrała reprezentacja.
W turnieju finałowym w Republice Federalnej Niemiec "Orły Górskiego" - jak nazywano zespół prowadzony przez słynnego trenera Kazimierza Górskiego - po raz kolejny zadziwiły świat i zajęły trzecie miejsce. W meczu o podium pokonał faworyzowaną Brazylię 1:0. Wcześniej miało miejsce inne historyczne spotkanie, słynny "mecz na wodzie" we Frankfurcie, w którym biało-czerwoni ulegli gospodarzom 0:1.
Cztery lata później, już pod wodzą Jacka Gmocha, reprezentacja dysponowała składem, o którym mówi się, że był najsilniejszy w historii. Nie zdołała jednak wywalczyć miejsca w pierwszej czwórce, co wówczas przyjęto z rozczarowaniem. Kluczowa również okazała się porażka z ekipą gospodarzy - 0:2 w drugiej fazie grupowej.
W 1982 roku w Hiszpanii Polacy pod wodzą Antoniego Piechniczka nawiązali do dokonań drużyny Górskiego. O tym mundialu można powiedzieć, że dobry wynik rodził się w bólach. Ostatni mecz towarzyski przed turniejem - ze względu na obowiązujący w kraju stan wojenny - biało-czerwoni rozegrali ponad pół roku wcześniej. Brak wartościowych sprawdzianów kadra rekompensowała sobie długimi zgrupowaniami oraz sparingami z zespołami ligowymi.
Także początek turnieju - remisy 0:0 z Włochami i niespodziewanie z Kamerunem - nie dawały powodów do optymizmu, ale po przełomie, jaki nastąpił w spotkaniu z Peru (5:1), skończyło się na trzecim miejscu w świecie.
Mistrzostwa świata w Meksyku w 1986 roku były kolorowe, emocjonujące i toczone w ogromnym upale. Przekonali się o tym polscy piłkarze, którzy mecze grupowe rozgrywali w gorącym Monterrey. Zmęczeni odpadli w 1/8 finału, po porażce w Guadalajarze z Brazylią 0:4.
Na kolejny występ Polaków w mistrzostwach świata kibice musieli poczekać aż 16 lat. Prowadzeni przez Jerzego Engela biało-czerwoni po świetnej grze w eliminacjach wyruszali do Korei Południowej i Japonii z wielkimi nadziejami, ale odpadli już po dwóch pierwszych meczach - z Koreańczykami (0:2) i Portugalczykami (0:4). Na pocieszenie "rezerwejros", jak określił ich w piosence Maciej Maleńczuk, pokonali ekipę USA 3:1.
Historia powtórzyła się w 2006 roku na niemieckich stadionach i trybunach pełnych własnych kibiców - porażki w dwóch pierwszych meczach, szybkie pożegnanie z turniejem i wygrana w "meczu o honor". Do tego napięcia między selekcjonerem i dziennikarzami, zła atmosfera wokół całego polskiego futbolu. Z tarczą do kraju wracał jedynie Bartosz Bosacki, strzelec jedynych dwóch goli.
Później nastąpiła 12-letnia przerwa w udziale biało-czerwonych w MŚ, a na wielką scenę powrócili w 2018 roku. Występ w Rosji nie różnił się od mundiali 2002 i 2006. Znów porażki w dwóch pierwszych meczach i szybki koniec złudzeń. Tym razem jednak zawód był większy, bo w 2016 roku drużyna trenera Adama Nawałki dotarła do ćwierćfinału mistrzostw Europy.
Dziewiąty, ostatni jak dotychczas występ w MŚ miał miejsce w 2022 roku w Katarze. Pod wodzą Czesława Michniewicza Polacy przełamali niemoc i po raz pierwszy od 1986 roku przebrnęli fazę grupową. Odpadli w 1/8 finału przegrywając z późniejszymi wicemistrzami globu - Francuzami 1:3. Wynikowo w miarę się zgadzało, ale postawą na boisku piłkarze - poza bramkarzem Wojciechem Szczęsnym, który dla reprezentacji jakby narodził się na nowo - nie zdobyli uznania kibiców. Skończyło się zmianą selekcjonera i nadzieją, że za cztery lata w USA, Kanadzie i Meksyku będzie lepiej.
