Desailly prend ensuite part à la campagne de qualification pour le championnat d'Europe 2000. Au premier tour de l'Euro, le sélectionneur Roger Lemerre décide d'aligner une équipe constituée de remplaçants face aux Pays-Bas, alors que la France est déjà qualifiée pour les quarts de finale. Desailly est le seul titulaire à entamer le match, remporté sur le score de 3-2 par les bataves. L'équipe de France devient championne d'Europe en s'imposant face à l'Italie lors de la finale. À l'issue du tournoi, Didier Deschamps annonce sa retraite internationale et Desailly lui succède en tant que capitaine.