Les Championnats du monde 2001 sont pour elle l'occasion de défendre son titre. Alors qu'elle est très bien partie dans le concours puisqu'elle réalise notamment un excellent temps lors de la première épreuve, le haies, emportée par son enthousiasme, Eunice Barber commet trois fautes lors de ses trois lancers du poids et, avec un zéro, perd toutes chances de podium ; elle décidera donc d'abandonner. Ce concours restera comme l'une des plus grosses désillusions de sa carrière puisqu'au moment de son abandon, elle dominait largement la compétition et qu'aucun adversaire ne semblait être en mesure de la battre.