Az első két D-csoportban Oroszország és Svédország ellen játszott, mielőtt a második választású kapus Pepe Reina helyébe a csoportos szakaszban Görögország kiiktatására pihenett. Casillas két büntetést mentett meg Antonio Di Natale és Daniele De Rossi ellen, amikor Spanyolország a negyeddöntőben 4×2 lőtt győzelemmel kiiktatta Olaszországot a június 22-i gól nélküli mérkőzést követően. Spanyolország később megnyerte a versenyt a június 29-i döntőben 1-0-os győzelemmel Németország felett. Casillas minden negyeddöntő, féldöntő és végső mérkőzésen tiszta Caseteket tartott, Svédország első körű gólját Zlatan Ibrahimović az utolsó, aki ellen végzett.
Németország