L'année suivante à Barcelone, il est sacré champion du monde en grand bassin du relais nage libre avec Fabien Gilot, Jérémy Stravius et Mehdy Metella. En août 2014, Florent Manaudou remporte quatre médailles d'or lors des championnats d'Europe de Berlin ( et nage libre, papillon et 4 × nage libre), puis devient en décembre le nageur français le plus médaillé dans des championnats du monde de natation à Doha lors des Mondiaux en petit bassin, où il remporte six médailles. Sur ses trois courses individuelles, il signe deux records du monde sur nage libre en et sur dos en .