A mediados de los años 70, la directiva del Valencia comenzó a considerar la posibilidad de trasladar Mestalla de su emplazamiento actual a unos terrenos a las afueras de la ciudad, pero finalmente se desechó el proyecto y unos años más tarde, en 1978, Mestalla era remodelado con vistas al Mundial de 1982.

En la junta general extraordinaria del 11 de Abril de 1978 se aprobó la propuesta de remodelación del graderío de general para su habilitación en el mundial y así poder ofrecer el Luis Casanova como sede para la selección Española. Las obras comenzaron el 2 de Mayo en el sector 10.

El Valencia iniciaba así la remodelación más profunda de las que ha sometido a Mestalla, para convertirse en sede del Mundial. La obra, proyectada por los arquitectos Salvador y Manuel Pascual, se adjudica a la empresa Huarte. En la primera fase, que se prolonga durante todo el verano, se derriba desde la mitad hacia abajo -la parte que todavía era de ladrillo- del graderío que circunda el campo, con excepción de la tribuna. En su lugar se levantan 20 gradas de cemento (diez cubiertas y diez descubiertas),con capacidad para 12.000 espectadores, dotadas de asientos de plástico, que también se instalan en tribuna y anfiteatro. El día 3 de junio de 1982 se inauguraron 2 grandes marcadores Mitsubishi en los fondos norte y sur.

También con motivo del Mundial se procedió a la urbanización de algunas de las áreas de los alrededores del estadio como fue el derribo y explanación de la calle General Pando, hasta entonces ocupada por pequeñas casas de una altura, que estrangulaban el paso, para ello el VCF tuvo que ceder 4000 metros cuadrados de su propiedad al Ayuntamiento situados en la zona del gol sur.

En aquellos momentos, Mario Alberto Kempes era el mejor futbolista del mundo y el Valencia lo tenía en sus filas. Con el Matador en su plantilla, el Valencia conseguiría en años consecutivos los títulos de Copa del Rey, Recopa y Supercopa de Europa. La última final europea disputada en Mestalla fue aquella que proclamó al conjunto che como supercampeón continental. Fue en 1980 frente al Nottingham Forest, curiosamente el primer equipo extranjero que había disputado un partido oficial en el recinto valencianista.

Mestalla, que había albergado en 1925 el primer partido de la selección española en Valencia, fue elegido como escenario perfecto para el debut de España en el Mundial de 1982, aunque la actuación del combinado nacional no fue finalmente la que se esperaba. En Mestalla se disputaron los partidos de la selección española en la primera fase contra Honduras (16 de Junio), Yugoslavia (20 de Junio) e Irlanda del Norte (25 de Junio).

Diez años más tarde, el equipo olímpico buscaría de nuevo el amparo del feudo valencianista, esta vez con un resultado bien distinto, ya que los jóvenes seleccionados consiguieron finalmente la medalla de oro de los Juegos Olímpicos de Barcelona 1992. En estas olimpiadas, Mestalla fue subsede olímpica, disputándose los partidos de la selección española frente a Colombia (24 de julio), Egipto (27 de julio), Qatar (29 de julio), Italia (1 de agosto) y Ghana.

En noviembre de 1994, y a petición del ex-presidente Luis Casanova, el estadio del Valencia CF volvió a llamarse Camp de Mestalla. Recordemos que en 1969, Mestalla había pasado a denominarse Estadio Luis Casanova.