Stawał również w reprezentacyjnej bramce podczas nieudanego dla "Trójkolorowych" Mundialu 2002 w Korei i Japonii, w którym swój udział drużyna zakończyła na fazie grupowej i to bez strzelenia bramki. On sam puścił trzy gole. Brał udział w zwycięskim dla Francuzów Pucharze Konfederacji 2003, oraz niezbyt udanym Euro 2004. Barthez na boiskach Portugalii m.in. obronił rzut karny Davida Beckhama podczas meczu z Anglią, który zakończył się zwycięstwem "Tricolores" po dwóch bramkach Zinedine’a Zidane’a w ostatnich minutach meczu. Ostatecznie Francja ten turniej zakończyła jednak już w ćwierćfinale, w którym przegrała z Grecją (0:1) po bramce Angelosa Charisteasa.