Park menjaringkan gol yang diingati ketika Piala Dunia 2002. Semasa peringkat kumpulan Korea Selatan menang perlawanan pertama mereka menentang Poland dan seri menentang Amerika Syarikat. Untuk layak ke pusingan seterusnya, mereka perlu sekurang-kurangnya mencatat keputusan seri menentang pasukan pilihan Portugal. Kedudukan perlawanan adalah 0–0 sehingga minit ke 70 selepas dua kad merah dilayangkan kepada Portugal, kemudian Park menjaringkan gol kemenangan, mengawal bola dengan dadanya dan menewaskan Sérgio Conceição sebelum menyepak masuk melepasi penjaga gol Portugal, Vitor Baia. Golnya menyebabkan Portugal tersingkir dan Korea Selatan layak ke pusingan kalah mati pertandingan buat kali pertama. Korea Selatan akhirnya berjaya ke separuh akhir dengan kemenangan ke atas Itali dan Sepanyol, menjadi pasukan Asia pertama yang berbuat demikian dalam sejarah Piala Dunia FIFA. Park menjaringkan penalti kedua ketika penentuan penalti suku akhir menentang Sepanyol, dimana Korea Selatan menang 5-3.