Vuonna 1964 Mazzola teki kaksi maalia, jotka auttoivat Interia voittamaan Real Madridin Eurocupin finaalissa vuonna 1964 ja auttoivat klubia jäljittelemään Milanon saavutusta edellisellä kaudella. Hän lopetti turnauksen yhdistyneenä parhaana maalipitäjänä seitsemällä maalilla. Inter puolusti Euroopan mestaruuttaan uudelleen seuraavana kaudella voittamalla Benficaa finaalissa. Inter pudotettiin Eurocupin puolifinaaleista kauden 1965-66 aikana Real Madridin voittamana, kun taas kaudella 1966-67 Inter saavutti kolmannen Eurocupin finaalinsa, mutta hävisi 2-1 Celticille huolimatta siitä, että Mazzola teki ottelun avausmaalin rangaistuspisteestä seitsemännessä minuutissa. Mazzola voitti Interin kanssa myös kaksi Intercontinental Cupia peräkkäin vuonna 1964.
Hän pääsi myös Coppa Italia -turnauksen kolmanneksi kaudella 1967-1968. Hän pääsi jälleen Eurooppa-cupin finaaliin Interin kanssa vuonna 1972, mutta hävisi Ajaxille 2:0.