Durante la Eurocopa 2000, Cannavaro fue titular en los dos primeros encuentros de la primera fase e ingresó como suplente en el tercer encuentro ante la Selección de Suecia. Volvió al equipo titular en los cuartos de final para enfrentar a Rumania, luego en las semifinales ante los Países Bajos y en la final ante Francia. En el 2002 integró la plantilla de la Selección Italiana que participó en la Copa Mundial de Corea del Sur y Japón. Fabio Cannavaro nuevamente fue titular en la fase de grupos, pero se perdió el encuentro de octavos de final ante la Selección de Corea del Sur por acumulación de tarjetas.