Autore di cinque reti durante le qualificazioni al Mondiale 2002 (tra cui quella all' che valse il matematico accesso al torneo), venne convocato da Giovanni Trapattoni per la fase finale del torneo, disputato in Corea del Sud e Giappone. Anche durante questa edizione — la seconda per il giocatore — Del Piero visse la staffetta con l'altro fantasista della squadra, Totti. Nella terza partita, giocata il 13 giugno contro il , entrò al posto del romanista a 12' dal termine, segnando all'85' il gol del definitivo 1-1 (dedicato alla memoria del padre scomparso da poco) che mise al sicuro per l'Italia la qualificazione agli ottavi. Terminò il suo secondo Mondiale con 89' giocati in 3 gare e una rete, la prima in questo tipo di competizione.