Вже на наступному великому міжнародному турнірі, чемпіонаті світу 2002 року, став основним голкіпером іспанців, насамперед через травму головного конкурента за місце у воротах збірної Сантьяго Каньїсареса. Впевнена гра 21-річного Касільяса на турнірі забезпечила молодому воротареві постійне місце в основі національної збірної.