Beim Confederations-Cup 2001 in Japan und Südkorea schoss er in fünf Spielen zwei Tore, wodurch er sogar gemeinsam mit sechs weiteren Spielern Torschützenkönig wurde. Dabei entschied er auch das Finale gegen Japan mit seinem Treffer zum 1:0-Endstand. Enttäuschend verlief hingegen die WM 2002. Frankreich schied als Titelverteidiger bereits nach der Gruppenphase aus und konnte kein einziges Tor erzielen. Vieira selbst stand in allen drei Partien in der Startelf und wurde in der letzten Begegnung gegen Dänemark (0:1) nach gut 70 Minuten für Johan Micoud ausgewechselt. Bei der Euro 2004 in Portugal sah es danach aus, als könnte sich Vieira mit Frankreich für die Schlappe zwei Jahre zuvor rehabilitieren. Er spielte in allen Gruppenbegegnungen durch und verhalf seinem Team zu zwei Siegen und einem Remis. Für das Viertelfinale musste er jedoch aufgrund einer Wadenverletzung pausieren und sein Team schied gegen den späteren Europameister Griechenland mit 0:1 aus.