El 13 de mayo, el entrenador Jorge Sampaoli incluye a Medel en la lista preliminar de 30 jugadores para la Copa Mundial de Fútbol de 2014, finalmente fue ratificado en la lista final el 1 de junio. En octavos de final, Chile quedó eliminado ante la selección brasileña tras perder por 3-0 notandose la ausencia de Medel en la zaga defensiva.