Az újdonsült apuka élete addigi legjobb formájában futballozta végig a következő idényt, nem rajta múlt, hogy a Parma csak az ötödik helyen végzett a bajnokságban: a mellett, hogy védőfeladatát szinte hibátlanul látta el, tőle szokatlan módon a szezon során kétszer is betalált az ellenfelek kapujába (korábban sohasem szerzett egynél több bajnoki gólt egy idényben).
Az olasz válogatottal, amelynek akkor már vezéregyénisége volt, a nyári Európa-bajnokságon is remekelt, a döntőig pazarul futballozott, a finálé utolsó percében azonban nagyot hibázott, s ennek következtében a franciák egyenlítettek, majd a hosszabbításban megszerezték a győztes gólt is. A vereséget az itáliai sajtó elsősorban Cannavaro nyakába varrta, de a védőt a kritikák még jobb teljesítményre sarkallták: a 2000-2001-es idényben mindössze egyetlen bajnokiról hiányzott a végül a negyedik helyre befutó Parmából, az olasz kupában pedig a döntőig jutott a csapattal.
2001 nyarán Thuram és Buffon rekordösszegért a Juventushoz szerződött, Cannavaro viszont (bár több sztárcsapat is hívta) a maradás mellett döntött. Nem tette rosszul, hiszen a Parma a szezon végén megnyerte az olasz kupát - a bajnokságban azonban nagyon megérezte a csapat a kapus és a francia védő hiányát, valamint az egyre súlyosbodó anyagi problémákat, és végül csak a tizedik helyen végzett. Ekkor már egyértelmű volt, hogy Cannavaro a nyáron klubot vált, de a klasszisra előbb még várt egy komoly feladat: a nyári világbajnokság.