Sergio został wybrany również do najlepszej jedenastki według FIFA tego turnieju.
W 2010 w Południowej Afryce zdobył z reprezentacją Hiszpanii mistrzostwo świata. La Furia Roja pokonała w finale mundialu Holandię 1:0. Mecz rozstrzygnęła dogrywka, a bramkę zdobył Andrés Iniesta (116 min.). Sergio okazał się być niezwykle ważnym ogniwem swej drużyny. Wykonując 31 solowych rajdów był najczęściej dryblującym piłkarzem Mundialu, wyprzedzając tak ofensywnych piłkarzy jak Leo Messi czy Lukas Podolski. Ponadto według statystyk Castrol Index, Sergio Ramos uzyskał najwyższy ranking pośród wszystkich graczy, którzy wybiegli na murawy afrykańskich mistrzostw. Na Mistrzostwach Europy w 2012 Hiszpania pokonała w finale Włochy 4:0, a Sergio był na tych mistrzostwach najlepszym obrońcą Hiszpanii.
23 lutego 2023 roku Sergio Ramos poinformował o zakończeniu reprezentacyjnej kariery.
Statystyki Klubowe Aktualne na 12 grudnia 2025. Klub Sezon Liga Puchar kraju Puchary międzynarodoweUwzględniono:Liga Mistrzów UEFA – 142 (17)Puchar UEFA – 6 (1)