Lors de l'Euro 2000, Barthez est déterminant en demi-finale de la compétition contre le Portugal, détournant d'une parade réflexe une tête d'Abel Xavier en toute fin de partie. Lors de la finale face à l'Italie le 2 juillet, c'est Alessandro Del Piero que Barthez écœure en remportant par deux fois son un-contre-un contre l'attaquant italien, d'abord à 1-0 pour l'Italie dans le temps règlementaire, puis en prolongations. Après le but en or de David Trezeguet, la France remporte le championnat et Fabien Barthez est élu meilleur gardien de la compétition. À la fin de l'année, il est également désigné meilleur gardien de but de l'année.