Il revient en 2007, d'abord lors du Tournoi des Six Nations 2007, puis pour la tournée d'été. Lors des test matchs contre les "", il marque les esprits avec un remarquable plaquage sur Chris Masoe et, porteur du ballon, d'un tampon sur Ali Williams à qui il brise la mâchoire. En juin 2007, Sébastien Chabal est finalement sélectionné par Bernard Laporte pour la Coupe du monde 2007 au poste de deuxième ligne, alors que son poste habituel avec les Sale Sharks est troisième ligne centre. Le sélectionneur justifie ce choix quelque peu inattendu lors de la conférence de presse qui suit l'annonce des 30 joueurs retenus : . Chabal confirme aussitôt les attentes de Bernard Laporte lors des deux matchs de préparation contre l'Angleterre au mois d'août. Il marque notamment un superbe essai après avoir évité deux joueurs anglais et résisté au plaquage d'un troisième avant d'aplatir dans l'en-but. Pour sa deuxième participation à une Coupe du monde, il est le remplaçant de Fabien Pelous et ne rentre qu'en milieu de seconde mi-temps pour le match d'ouverture contre l'Argentine. Il devient titulaire pour le second match contre la Namibie au cours duquel il marque deux essais, dont un à l'issue d'une charge spectaculaire au travers de la défense adverse. Il participe ensuite à la victoire importante contre l'Irlande qui assure la qualification de la France pour les quarts de finale. Pour les deux rencontres suivantes de la phase finale, il redevient le remplaçant de Fabien Pelous afin de jouer le rôle d" qui lui sied et amener de la puissance en seconde mi-temps. Après l'euphorie de la victoire contre les ', survient l'élimination en demi-finale contre le "XV de la Rose" : Chabal quitte le terrain en pleurs. Après la rencontre, il est convoqué devant la commission de discipline pour avoir effectué un plaquage dangereux sur Simon Shaw. Mais aucune sanction disciplinaire n'est prise et il peut participer au match pour la troisième place face à l'Argentine.