Em 2004, foi contratado pela Juventus FC e, em apenas duas épocas, marcaria quase metade dos golos que fez durante toda a carreira, deixando uma marca muito forte no emblema de Turim, que desceria de divisão na sequência do célebre escândalo de corrupção. Contudo, precisamente nessa época, Fabio Cannavaro – enquanto capitão da sua seleção – ergueria o quarto título de campeão mundial da Itália no Mundial 2006 (Alemanha), numa competição onde, além de ter sido totalista absoluto… Não viu nenhum cartão. Algo que se revelou letal na atribuição do prémio da FIFA de Melhor Jogador do Mundo.
2006 seria também o ano de mudar de território, com uma transferência para o Real Madrid. Os anos avançaram, a idade não perdoou e o rendimento foi descendo gradualmente. Foi para Espanha com 32 anos, conquistou títulos, marcou apenas um golo e regressou a Turim já com 35. Pelo meio, uma lesão que o tirou do Europeu de 2008 deixaria marcas claras no que restava da carreira de Cannavaro.