In der Freiluftsaison 2011 begann Storl, Bartels die Position des führenden deutschen Kugelstoßers streitig zu machen. Im Juni besiegte er Bartels zunächst bei einem Wettkampf in Kassel und kurz darauf in Göteborg, wo er mit 21,03 m erstmals die 21-Meter-Marke überwand. Damit setzte er sich zwischenzeitlich an Platz acht der Weltjahresbestenliste und Platz drei der europäischen Jahresbestenliste. In der Folge erhielt er vom DLV den Vorzug bei der Nominierung für die Team-Europameisterschaft in Stockholm. Dort gewann er das Kugelstoßen mit der Einstellung des Meisterschaftsrekords von 20,81 m vor dem polnischen Olympiasieger Tomasz Majewski und dem weißrussischen Europameister Andrej Michnewitsch. Dennoch verzichtete er eine Woche später nicht auf einen Start bei den Deutschen Juniorenmeisterschaften in Bremen, wo er mit 20,53 m wie erwartet zum dritten Mal in Folge einen ungefährdeten Sieg verbuchte. Auch bei den U23-Europameisterschaften in Ostrava ging er als klarer Favorit an den Start. Im Finale leistete er sich zwei Fehlversuche, bevor er mit einem Stoß auf 19,79 m das vorzeitige Aus vermied. Im fünften Versuch steigerte er sich auf 20,45 m. Damit gewann Storl den Wettkampf mit mehr als einem Meter Vorsprung und verbesserte den Meisterschaftsrekord um einen Zentimeter. Eine Woche später siegte er bei den Deutschen Meisterschaften in Kassel mit 20,35 m.