La academia tiene dos llaves en los que enfrentó a brasileños, en el 2017 ante Cruzeiro y en el 2018 ante Botafogo. Fue con resultados dispares, eliminó al de Belo Horizonte y no pudo con el equipo de Río de Janeiro. Lo más lejos que llegó la academia fue cuartos de final en el 2017.
La primera aparición de Nacional fue en el 2011. El rival fue San José Oruro, con empate sin goles en Bolivia y victoria 1-0 en Asunción. La segunda fase fue de nuevo ante un boliviano pero no pudo pasar. De local empató 1-1 con Aurora y en la altura de Cochabamba sufrió una goleada de 5-2.
En el 2013 después de ganar el Apertura encaró la Sudamericana. De nuevo fue un equipo boliviano el rival, The Strongest de La Paz. El partido de ida fue 0-0 con Nacional de local y cuando se pensaba que en la altura no podía, empató 1-1 para clasificar gracias al gol de visitante. En la segunda fase fue eliminado de manera sorprendente por Liga de Loja de Ecuador. Es que jugando de visitante sacó un empate sin goles y parecía que de local aseguraría la clasificación. Pero los ecuatorianos ganaron 1-0 y dejaron fuera a Nacional.
En el 2015 tampoco pudo pasar del cuarto partido. Le ganó en la primera fase ambos juegos a Universidad Concepción de Chile (2-1 en Paraguay y 3-1 en Chile). Después perdió los dos juegos ante la Liga de Quito.
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Se vino la edición de 2017. Ese año Nacional dejó en el equipo a grandes clubes de Sudamérica. Consecutivamente dejó en el camino a campeones de América como Cruzeiro, Olimpia y Estudiantes. Solo no pudo con Independiente de Avellaneda.
Al equipo de Belo Horizonte le eliminó en la tanda de los penales. Fue derrota 2-1 en Brasil y victoria 2-1 en Paraguay, después en los penales. En la segunda fase el sorteo quiso que juegue ante Olimpia. El primer partido con la academia de local el juego terminó 1-1. El partido de vuelta estaba ganando Olimpia 2-1 cuando se pñrodujo una falta en el área y el árbitro marcó penal para Nacional. Fue en los últimos minutos y Juan Manuel Salgueiro se encargó de anotar el gol que le dio la clasificación a los tricolores.
El que vino en los octavos de final fue Estudiantes de La Plata. La academia ganó ambos partidos, por 1-0 en Asunción y La Plata. Luego ya no pudo con Independiente de Argentina. Los rojos ganaron 4-1 en Asunción y 1-0 en Argentina para acabar con el sueño de Nacional de llegar a otra final copera.
La última participación en la Sudamericana fue en 2018. En la primera fase después de dos empates sin goles, dejó fuera a Mineros de Venezuela en la tanda de penales. Su última serie fue ante el Botafogo de Brasil. En Asunción ganó la academia 2-1 y en Río ganó el equipo de Junior Fernández 2-0.
Nacional tiene 24 partidos jugados en la Sudamericana. Con 7 victorias, 9 empates y 8 derrotas. Con 21 goles a favor y 29 goles en contra. El brasileño Rodrigo Teixeira es el goleador en la historia del torneo con tres goles anotados.