Донован дебютировал в финальной стадии чемпионата мира в 2002 году, началось всё с неожиданной победы над одним из фаворитов турнира, Португалией, со счётом 3:2. Донован сделал фланговую подачу на 29-й минуте, предварительно обойдя защитника Жорже Кошту, эта подача помогла удвоить преимущество американцев (2:0). Позже Донован забил свой первый гол на чемпионате мира, на минуте в ворота Польши в третьем матче группового этапа, однако это был лишь гол престижа, Польша выиграла со счётом 3:1. Затем он забил свой второй гол в турнире, который помог одержать победу над соседями, Мексикой, со счётом 2:0. Хотя США проиграли с минимальным счётом Германии в четвертьфинале, Донован позже был назван «Лучшим молодым игроком» турнира.