Goycochea deltog ved VM i 1990 som reserve for førstemålmanden Nery Pumpido, der blev skadet i det indledende gruppespil.[1] I både argentinernes 1/8-finale mod Brasilien, kvartfinale mod Jugoslavien og semifinale mod Italien storspillede han, og holdt et ellers svagt argentinsk hold inde i turneringen. Mod både Jugoslavien og Italien blev han helten efter straffesparkskonkurrence. I finalen mod Vesttyskland kunne han dog ikke redde det afgørende straffespark fra Andreas Brehme, der gav tyskerne en 1-0 sejr. Efter finalen blev han kåret til turneringens bedste målmand, og blev samme år også hædret som Årets fodboldspiller i Argentina.[2]
