Замброта је учествовао на Светском првенству 2002. Провео је сваки минут на терену у утакмицама такмичења по групама, против Еквадора, Хрватске и Мексика. У осмини финала Италија је поражена од Јужне Кореје са 2-1 након продужетака. Замброта се на том сусрету повредио и у 72. минуту уместо њега у игру је ушао Анђело Ди Ливио.