Participó en la Copa Mundial de Fútbol de Corea y Japón de 2002 disputando siete encuentros contra Arabia Saudita, Camerún, Irlanda, Paraguay, Estados Unidos, Corea del Sur y Brasil. Kahn fue el capitán de la Selección alemana y disputó todos los partidos de ese Mundial y junto a Oliver Bierhoff y a Oliver Neuville formó el trío de "los tres Oliver" . Tuvo actuaciones soberbias que permitieron a una poco brillante selección alemana plantarse en la final en el estadio de Tokio, donde, sin embargo, un clamoroso error del guardameta permitió que Brasil se proclamara pentacampeona por 2:0. En la entrega de premios, Oliver fue la imagen más representativa del dolor que provocó en las filas alemanas aquella derrota. "«Cometer un error es siempre decepcionante y doloroso, pero lo es diez veces más cuando se produce en un partido por el título. No encuentro consuelo. Tenía que haber atrapado aquel balón, pero se me escapó»", declaró ante la prensa, abatido. Aun así Kahn recibió tres goles en el campeonato y fue decisivo para su equipo, por lo que fue elegido mejor jugador del torneo, en el cual recibió el Balón de oro y el Premio Lev Yashin. De esta manera, el capitán de la selección de la Alemania reunificada se convertía en el primer guardameta que obtenía este galardón.