Auch in der Analyse von Endspielen war er über lange Jahre führend. Eine der berühmtesten Hängepartien der Schachgeschichte ergab sich bei der Schacholympiade 1962 in Warna, als er gegen Bobby Fischer ein schlechteres Turmendspiel noch zum Remis rettete. Nachdem Botwinnik das erste Mal im Ausland (in Hastings 1934) gespielt und die im Westen herrschenden Spielbedingungen kennengelernt hatte, schaltete er in einzelnen Trainingspartien absichtlich das Radio ein und ließ sich Zigarettenqualm ins Gesicht blasen. Auf diese Weise trainierte er sich Unempfindlichkeit gegen Störquellen an. Um seinen möglichen Gegnern keine Hinweise zu geben, wurden die Trainingswettkämpfe Botwinniks viele Jahre lang geheim gehalten. Svetozar Gligorić schrieb 1972, dass selbst seine besten Freunde nicht in seine Vorbereitungen eingeweiht wurden. Mittlerweile ist bekannt, dass Wjatscheslaw Ragosin, Ilja Kan, Juri Awerbach und Semjon Furman zu seinen bevorzugten Trainingspartnern gehörten.