Nei progetti originali della Rai, Carrà avrebbe dovuto essere affiancata alla co-conduzione da Fiorello, il quale nel dicembre 2000 rinunciò all'incarico, nonostante la sua presenza fosse stata già ufficializzata (vi andò, però, in qualità di ospite nel corso di una serata).[1][2]
La direzione artistica fu curata ancora una volta da Mario Maffucci, la regia da Sergio Japino, la scenografia da Mario Catalano e la direzione musicale dal maestro Gianfranco Lombardi.
L'edizione fu vinta da Elisa con il brano Luce (tramonti a nord est) per la sezione Campioni, la quale conquistò anche il Premio della Critica, e dai Gazosa con il brano Stai con me (Forever) per la sezione Nuove proposte. Per Elisa, fino a quel momento interprete unicamente in lingua inglese, Luce (tramonti a nord est) rappresentò il primo brano in italiano della propria carriera, accompagnata durante l'esibizione sul palco, pur se in forma non accreditata, dai Solis String Quartet. Insieme a lei, sul podio si piazzarono Giorgia con Di sole e d'azzurro e i Matia Bazar con Questa nostra grande storia d'amore, rispettivamente al secondo e al terzo posto. Vincitore occulto della kermesse fu considerato Zucchero Fornaciari, tra gli autori dei due brani di Elisa e Giorgia,[3] così come altra vincitrice morale dell'edizione fu Caterina Caselli, la cui casa discografica aveva sotto contratto sia Elisa sia i Gazosa.
Sul piano televisivo, quest'edizione non riuscì a soddisfare appieno le aspettative prefissate, sia sul piano degli ascolti sia della conduzione;[4] in quest'ultimo caso, inoltre, finirono al centro di polemiche gli interventi di Papi e di Ceccherini, criticati per la loro eccessiva volgarità:[5] il primo, in particolare, fu pubblicamente e duramente ripreso anche dall'allora first ladyFranca Ciampi.[6]
Riguardo agli ospiti della manifestazione, furono sollevate grandi polemiche alla vigilia della partecipazione del rapper Eminem (all'epoca alla sua prima esibizione in Italia), che però non diede luogo ad alcuno scandalo;[7] al contrario, a destare scalpore furono i Placebo, in particolare il loro frontman Brian Molko che, visibilmente in stato di ebbrezza, diede in escandescenza scagliando la propria chitarra contro un amplificatore al termine della performance, facendo infuriare il pubblico in sala e costringendo successivamente la conduttrice a scusarsi pubblicamente per l'accaduto.[8] Destò qualche perplessità anche la convocazione come ospite della rocker ucraina Katia Bujinskaia, la quale era infatti del tutto sconosciuta al pubblico italiano ma, per ragioni mai chiarite, la sua presenza venne preannunciata come quella di un'ospite di grande levatura internazionale. Ancora più clamoroso l'annullamento della sua esibizione, quando già la sua presenza era diventata un caso, per via della crisi di ascolti; la Bujinskaja fu quindi presentata solamente al Dopofestival, perdipiù a notte inoltrata.[9]
Altra querelle che si creò fu quella tra il gruppo hip hop Sottotono (in gara con la canzone Mezze verità) e la trasmissione televisiva Striscia la notizia, che lì accusò di aver plagiato la canzone Bye Bye Bye degli NSYNC; secondo una versione dei fatti, i Sottotono arrivarono ad aggredire fisicamente Valerio Staffelli, il quale sarebbe dovuto ricorrere alle cure mediche.
Nel corso della seconda serata si esibirono 8 dei 16 Campioni in gara, votati dalla Giuria di qualità e dalla Giuria demoscopica dei consumatori di dischi.
Inoltre, si sono esibiti i primi 8 artisti della sezione Giovani, anch'essi votati dalle due giurie citate sopra.
Nel corso della terza serata si esibirono i rimanenti 8 dei 16 Campioni in gara, votati dalla Giuria di qualità e dalla Giuria demoscopica dei consumatori di dischi.
Inoltre, si sono esibiti i restanti 8 artisti della sezione Giovani, votati sempre da entrambe le giurie.
Nella quarta serata si esibirono tutti i 16 Giovani in gara, stavolta votati dalla Giuria demoscopica popolare. In seguito è stata annunciata la classifica dal sedicesimo al quarto posto e furono infine proclamati i primi tre classificati, in base alla graduatoria risultante dalla somma dei voti espressi dalle tre giurie.
Nella serata finale si esibirono tutti i 16 Campioni in gara, votati dalla Giuria demoscopica popolare. Al termine di tutte le esibizioni fu proclamata una classifica parziale con la somma dei voti assegnati nelle serate precedenti dalla Giuria di qualità e da quella dei Consumatori di dischi, seguita da quella altrettanto parziale della Giuria demoscopica popolare. In seguito venne annunciata la classifica definitiva dal sedicesimo al quarto posto, determinata in base alla graduatoria risultante dalla somma dei voti espressi dalle tre giurie (ognuna con il peso di un terzo), e furono proclamati i primi tre classificati.
Come momento ricreativo delle cinque serate di spettacolo del Festival, Piero Chiambretti, "vista la grande concentrazione di pubblico napoletano in sala, e visto anche il rinnovato vigore con il quale è stato rilanciato il Sud da Umberto Bossi, che si riscopre napoletano", ripropone il Festival di Napoli al Festival di Sanremo. Per questa iniziativa ironica ideata da Chiambretti, si presteranno i cantanti napoletani Mario Trevi, Mario Da Vinci (reduci dei Festival di Napoli degli anni sessanta-settanta), Antonello Rondi e Lello Di Domenico. Durante questo momento di intrattenimento, viene ricordato da Piero Chiambretti che il primo Festival della Canzone Napoletana si è tenuto a Sanremo il 24 dicembre 1931.
La scenografia del Festival è stata curata dallo scenografo Mario Catalano, che per l'occasione ha creato una scenografia completamente bianca, dalle forme spigolose e ispirata al varietà. Il fondale era caratterizzato da un rigido sipario motorizzato a forma di V che, aprendosi, celava una piattaforma mobile utilizzabile a seconda dell'esigenza; sullo sfondo vi erano diversi pannelli di colore bianco (utilizzati anche nel resto dell'impianto scenico) e una serie di luci che componevano la scritta Sanremo 2001 in stampatello maiuscolo.
Al posto della tradizionale scalinata vi erano due distinte scalinate laterali — quella a sinistra utilizzata eventualmente per gli ospiti, la conduttrice e i co-conduttori e quella a destra utilizzata per l'ingresso dei cantanti — ai cui piedi erano poste due distinte buche in cui era disposta una parte dell'orchestra (il resto degli orchestrali era disposto ai lati del palco). Ai piedi di quest'ultimo vi era una rappresentazione del panorama costiero di Sanremo in notturna.[13]