Tobias Angerer participe à six éditions des Championnats du monde, entre les mondiaux 2003 disputés à Val di Fiemme et les mondiaux 2013 également disputés sur ce même site. Médaillé d'argent avec le relais allemand sur le quatre fois dix kilomètres à Oberstdorf en 2005, il obtient deux médailles en Mondiaux 2007 à Sapporo, l'argent de la poursuite et le bronze sur le quinze kilomètres libre. En 2009 à Liberec, il remporte les médailles d'argent du sprint par équipes et du relais, et le bronze du cinquante kilomètres. Il obtient sa septième et dernière médaille mondiale en 2011 à Oslo où il remporte le bronze avec le relais.