Per l'anno 2000-2001 la Roma acquistò Gabriel Batistuta, che insieme a Vincenzo Montella e lo stesso Totti formò il cosiddetto «trio delle meraviglie». Dopo essersi laureati campioni d'inverno, i giallorossi continuarono la loro marcia anche nel girone di ritorno mantenendo vantaggi sempre rassicuranti sulle inseguitrici Juventus e Lazio. Alla penultima giornata, Totti andò a segno a Napoli e sembrò consegnare lo scudetto alla Roma, ma a dieci minuti dalla fine gli azzurri pareggiano l'1-2 giallorosso. A questo punto la Roma, per vincere lo scudetto, dovette vincere in casa con il Parma; la partita si giocò il 17 giugno 2001, in un Olimpico che registrò il tutto esaurito in cui la squadra di casa s'impose per 3-1 grazie ai gol di Totti, Montella e Batistuta, risultato con cui si laureò campione d'Italia. Totti chiuse la stagione con 13 reti (degne di nota quella realizzata nella gara d'andata contro l'Udinese, con un potente sinistro al volo e quella contro il Milan a san Siro, con un destro da 25 metri), e fu nuovamente nominato migliore calciatore italiano AIC e venne incluso nella lista dei candidati al Pallone d'oro, classificandosi quinto.