Преди националния отбор на Португалия Сантос ръководи националния отбор на Гърция, който пое на 1 юли 2010 г., за да изведе гърците до Евро 2012 и Световното първенство през 2014 г., достигайки до плейофите и в двата турнира. Източник: EPA/БГНЕС У дома успехите на Сантос не останаха незабелязани - Португалската футболна федерация предложи на треньора да ръководи националния отбор на страната. Това се случи на 23 септември 2014 г. На 10 юли 2016 г. "мореплавателите" под негово ръководство за първи път в историята си стана европейски шампион, побеждавайки на финала домакините на турнира, отбора на Франция. На 19 юли 2016 г. Сантос подписа нов договор с Португалската футболна федерация, който е до 2020 г. На 27 декември 2016 г.