Tham dự Olympic Bắc Kinh 2008 với lực lượng gồm nhiều cầu thủ xuất sắc như Messi, Aguero, Zabaleta, Di Maria cùng những gương mặt trên 23 tuổi nổi tiếng như Mascherano, Riquelme và Pareja, Olympic Argentina được đánh giá rất cao ở giải đấu trên đất Trung Quốc.
Ngày 7/8/2008, Olympic Argentina có trận ra quân với Bờ Biển Ngà. Thầy trò HLV Sergio Batista áp đảo từ đầu và sau nhiều nỗ lực, Olympic Argentina đã có bàn mở tỷ số ở phút 43. Riquelme thực hiện đường chuyền xuất sắc để Messi thoát xuống mở tỷ số trong tình huống đối mặt với thủ môn của đại diện châu Phi.
Clip: Olympic
Dù sau đó Sekou Cissé đã ghi bàn gỡ hòa cho Bờ Biển Ngà nhưng đến phút 86, Messi lại một lần nữa góp công vào bàn thắng của Acosta, giúp Olympic Argentina hoàn tất chiến thắng 2-1.
Sau trận thắng đó, Argentina đi thẳng một mạch đến trận chung kết với thành tích toàn thắng, riêng Messi có thêm một pha lập công ở vòng tứ kết. Đến trận chung kết, thầy trò HLV Sergio Batista đánh bai Nigeria 1-0 để bảo vệ thành công tấm HCV bóng đá nam Olympic, Messi có danh hiệu thứ 2 cùng các đội trẻ Argentina sau chức vô địch U20 World Cup 2005./.