Чемпионат четырёх континентов 2011 года Патрик Чан пропустил. Следующим его соревнованием был чемпионат мира, который изначально должен был состояться в Токио, но в связи с землетрясением был перенесён в Москву и состоялся в апреле 2011 года. Чан откатал свою короткую программу безупречно, исполнив чисто каскад «четверной тулуп — тройной тулуп», тройной аксель и тройной флип. За технику он получил 51,48 балла, за компоненты 41,54 и в общей сумме 93,02, что стало новым мировым рекордом. Предыдущий рекорд (91,30 балла) принадлежал россиянину Евгению Плющенко, который установил его на чемпионате Европы 2010 года. На следующий день Патрик Чан набрал в произвольной программе 187,96 балла, что также стало мировым рекордом. Он побил прошлое достижение в 175 баллов японца Дайсукэ Такахаси более чем на 10 баллов. Также он установил и рекорд по сумме — 280,98 балла. До 19 апреля 2012 года все рекорды в мужском одиночном катании принадлежали Патрику Чану, а за рекорды, установленные на мировом первенстве, канадец стал обладателем приза имени Лу Марша.