Il 22 maggio 2005 arbitrò la partita Lazio-Fiorentina, durante la quale al 30' del primo tempo, sull'1-1, il difensore della Lazio Zauri devia con la mano, sulla linea, una palla calciata da Jørgensen ma il fallo di mano, considerato evidente, non fu fischiato da Rosetti.
A distanza di tempo e anche a seguito dello scandalo Calciopoli, l'episodio diventò particolarmente sospetto;[3] Rosetti disse però che gli era sembrato un tocco di testa, riconoscendo l'errore.[4] Nel 2006 vennero rese note alcune intercettazioni telefoniche (figlie dello scandalo calciopoli) tra la dirigenza della Fiorentina (Della Valle e Mencucci) e quella che verrà giornalisticamente chiamata "cupola" (Moggi, Bergamo, Mazzini). Il tentativo palese fu quello di accordarsi sul risultato delle ultime due partite di campionato (tra cui quella del 22 maggio 2005, proprio per il risultato di 1-1) al fine di salvare la Fiorentina dalla retrocessione. Rosetti non fu mai coinvolto nel processo di calciopoli in quanto il fatto rappresentò la prova della sua buona fede.[5][6]
Nel 2008 rappresentò la FIGC in occasione del Campionato europeo di calcio in Austria e Svizzera, essendo tra i dodici arbitri selezionati per la competizione. È designato per dirigere la partita inaugurale del torneo Svizzera-Rep. Ceca, disputatasi a Basilea il 7 giugno 2008.[12] È stato poi designato per Grecia-Russia, valida per la seconda giornata del gruppo D.[13] La terza designazione per l'arbitro torinese fu il quarto di finale tra Croazia-Turchia.[14] A coronamento di ottime prestazioni, complice la prematura eliminazione della nazionale italiana, la UEFA lo giudica il migliore del campionato europeo e il 23 giugno lo designa per dirigere la finale, Germania-Spagna, disputata il 29 giugno a Vienna e vinta dagli iberici, diventando così il primo arbitro a dirigere l'incontro di apertura e quello di chiusura della manifestazione continentale.
Nel 2008 fu eletto rappresentante degli arbitri in attività,[15] sostituendo così Stefano Farina, dismesso per raggiunti limiti di età.[16] Rosetti avrebbe dovuto mantenere tale ruolo fino alla fine del quadrienno olimpico,[17] ma con la fine della sua attività sui campi, l'incarico è passato a Nicola Rizzoli.[18]
Il 5 gennaio 2009 è giudicato dalla IFFHS miglior arbitro dell'anno per il 2008,[19] conquistando lo stesso premio vinto per 6 anni di seguito da Pierluigi Collina.
Partecipa al Mondiale 2010 in Sudafrica, essendo stato ufficialmente selezionato dalla FIFA. Con lui, gli assistenti Stefano Ayroldi e Paolo Calcagno. La sua prima designazione nel torneo è la gara tra Ghana-Australia, valida per la seconda giornata della fase a gruppi[26]; successivamente scelto per dirigere l'ottavo di finale Argentina-Messico, nel quale, durante il primo goal argentino, Tévez è in evidente fuorigioco, ma l'assistente Ayroldi non se ne avvede e un successivo consulto tra i due non porta alla corretta decisione.[27] A causa di questo errore la FIFA escluse la terna dai mondiali assieme a quelle capitanate da Busacca, Larrionda, Lannoy e Coulibaly.[28]
In campo nazionale il 3 luglio 2010, con la scissione della CAN A-B in C.A.N. A e C.A.N. B, viene inserito nell'organico della C.A.N. A, ma l'8 luglio deciderà di ritirarsi dall'attività con due anni di anticipo, diventando designatore della C.A.N. B.[29][30] Si ritira dopo aver vinto l'Oscar del calcio AIC nel 2006, 2007, 2008 e 2009, il premio assegnato dall'Associazione Italiana Calciatori al migliore arbitro del campionato, dopo sei nomination consecutive che lo avevano classificato sempre fra i migliori tre arbitri italiani.
Nel 2011 è uscita la sua autobiografia "Nessuno parla dell'arbitro" edita da Add Editore.
Nel dicembre 2013 lascia l'incarico in Russia dichiarando di aver raggiunto l'obiettivo preposto per il quale era stato assunto e pertanto dimettendosi per fare ritorno in Italia.[32]
Il 4 luglio 2014 si apprende la sua nomina a designatore della C.A.N. PRO.[33]
Il 3 luglio 2015 si dimette da quest'incarico per andare a vivere all'estero con la famiglia.
Rosetti è stato responsabile per la FIFA del progetto VAR per i Mondiali 2018 in Russia e il 1º agosto di quell'anno sostituisce l’ex collega Pierluigi Collina come presidente della Commissione Arbitri della UEFA, dopo le dimissioni del viareggino da quella carica.
^(EN) Referto Svizzera-Repubblica Ceca, su en.archive.uefa.com, aprile 2018. URL consultato il 13 novembre 2022 (archiviato dall'url originale l'8 luglio 2012).
^(EN) Referto Grecia-Russia, su en.archive.uefa.com, aprile 2018. URL consultato il 13 novembre 2022 (archiviato dall'url originale il 7 luglio 2012).
^(EN) Referto Chelsea-Liverpool, su en.archive.uefa.com, 30 aprile 2008. URL consultato il 13 novembre 2022 (archiviato dall'url originale il 5 gennaio 2013).