Holandia zakwalifikowała się do Mundialu 2006, a Cocu strzelił trzy gole w meczach kwalifikacyjnych. Cocu był członkiem pierwszej drużyny w większości meczów, ale we wrześniu 2005 roku otrzymał czerwoną kartkę w meczu z Andorą co oznaczało, że Cocu musiał pauzować w dwóch ostatnich meczach eliminacyjnych. Na Mistrzostwach Świata Holandia awansowała do fazy pucharowej, lecz już w 1/8 finału przegrała z Portugalią; Cocu miał okazję wyrównać wynik krótko po rozpoczęciu drugiej połowy, gdy trafił w poprzeczkę . Po turnieju Cocu zakończył karierę reprezentacyjną. Z 101 występami w Holandii, Cocu jest na ósmym miejscu pod względem występów w kadrze Holandii (stan na 18 października 2022.). Otrzymał pożegnanie i złotą tablicę za swoje zasługi przed meczem z Białorusią we wrześniu 2006. W 2011 roku Cocu otrzymał od KNVB honorowy tytuł „bondsridder”, przyznawany za zasługi dla rozwoju Holenderskiej piłki nożnej.
Kariera trenerska W kwietniu 2008 roku Cocu przyjął propozycje zostania asystentem trenera w reprezentacji Holandii. Jednocześnie pracował jako trener młodzieży w PSV Eindhoven, a po odejściu Huuba Stevensa został w tym klubie asystentem. W marcu 2012 roku przejął pierwszą drużynę PSV po odejściu Freda Ruttena.