Między innymi mecz grupowy przeciwko reprezentacji Panamy, który zakończył się wynikiem 3:0 na korzyść Belgów oraz mecz przeciwko reprezentacji Anglii, który zakończył się wynikiem 1:0 ponownie na korzyść Belgów. Kolejny mecz jaki rozegrał, to mecz półfinałowy przeciwko reprezentacji Francji, Dembélé grał od pierwszej minuty i łącznie w tym meczu rozegrał 60 minut spotkania, które zakończyło się wynikiem 1:0 na konto Francji. Ostatni mecz Belgów na turnieju był to mecz o brązowy medal na mistrzostwach świata. Dembélé wszedł z ławki w 78 minucie meczu. Spotkanie zakończyło się wynikiem 2:0 na konto Belgów, tym samym zapewniło im brązowy medal na Mistrzostwach Świata.
Był to historyczny moment, gdyż jest to pierwszy i dotychczas jedyny medal jaki reprezentacja Belgii, zdobyła na tym turnieju.
Kilka miesięcy po mistrzostwach świata Moussa Dembélé zakończył karierę reprezentacyjną.
Sukcesy
AZ Alkmaar
Mistrz Holandii: 2008/09 Superpuchar Holandii: 2009/10 Uczestnik Ligi Mistrzów: 2009/10
Tottenham Hotspur
Finalista EFL Cup: 2014/15 Uczestnik Ligi Mistrzów: 2016/17, 2017/18, 2018/19
Belgia
3.