Sein Debüt in der argentinischen Nationalmannschaft gab Cambiasso am 20. Dezember 2000 gegen Mexiko. Zwar wurde er für den Kader der FIFA-Weltmeisterschaft 2002 nicht berücksichtigt, allerdings konnte sich Cambiasso danach mit guten Leistungen in der "Albiceleste" behaupten und spielte beim Konföderationen-Pokal 2005.