באליפות העולם בכדורסל 2002 ביסס ג'ינובילי את מעמדו כשחקן המוביל של הנבחרת. במשחק בשלב הבתים השני מול נבחרת ארצות הברית הוביל ג'ינובילי את קלעי הנבחרת עם 15 נקודות לניצחון 80-87, היה זה הפסדה הראשון של ארצות הברית מאז בוטל החוק שמנע משחקני NBA מלהשתתף במשחקי הנבחרת בשנת 1989. הוא היה לקלע המוביל של הנבחרת בטורניר עם 14.1 נקודות למשחק כולל משחק שיא של 24 נקודות מול , והוליך את נבחרתו עד למשחק הגמר של הטורניר בו הפסידה ארגנטינה לנבחרת יוגוסלביה. אל משחק הגמר הגיע ג'ינובילי פצוע, הוא שותף רק במחצית המשחק השנייה, סיים את המשחק ללא נקודות, ובסיום הטורניר נבחר לחמישייה המצטיינת של האליפות.