Cambiaso non ha aggiunto altri goal al suo bottino con il Genoa nel resto della stagione 2021-22, ma ha attirato l'attenzione delle migliori squadre della Serie A: tanto che la Juventus lo ha acquistato alla fine della stagione per 13 milioni di euro (11 milioni di sterline/15 milioni di dollari).
Tuttavia è stato immediatamente ceduto in prestito: una mossa che si è rivelata azzeccata, poiché Cambiaso non solo ha trovato spazio in Bologna, ma ha anche tratto enormi benefici dal lavoro con l'allora allenatore dei rossoblu Thiago Motta, che apprezzava i giocatori versatili e li incoraggiava a muoversi liberamente in campo. "Dal punto di vista tattico, mi ha fatto scoprire cose che non avevo mai visto", ha dichiarato il difensore al Corriere dello Sport.
Cambiaso ha anche apprezzato molto l'ambiente, considerato da molti perfetto per un giovane calciatore emergente. "È una città meravigliosa e un grande club",ha dichiarato alla Gazzetta. "È stato molto importante per me. Penso che se non fossi andato lì, sarei arrivato alla Juve molto meno preparato".
Cambiaso è tornato a Torino sicuramente migliorato, conquistandosi un posto da titolare sotto la guida di Massimiliano Allegri nella stagione 2023-24, che gli è valso la convocazione nella Nazionale italiana per Euro 2024. Luciano Spalletti non lo ha impiegato molto nella manifestazione in Germania, ma da allora è diventato uno dei primi nomi sulla lista del tecnico, giocando cinque delle ultime sei partite della Nazionale azzurra in Nations League e segnando due gol.
Ha anche contribuito con un paio di goal alla Juve in questa stagione, ma ammette apertamente di non essere al meglio della forma a causa di un fastidioso infortunio alla caviglia.
"È stato un periodo piuttosto difficile per me da dicembre", ha dichiarato a Sky Sport Italia a marzo. "A essere sincero, non sono ancora al 100%, ma sto cercando di tornare in forma. Sono stato un po' sfortunato, perché ho avuto questo infortunio che non era grave, ma si è protratto un po' e ha compromesso la mia mobilità. Poi c'è stata anche la questione del trasferimento. Ma sto imparando a mantenere un maggiore equilibrio e a giocare bene anche quando non sono al 100%".