En 2019 permaneció en el Leopard Racing, siendo acompañado en esta temporada por el español Marcos Ramírez. En la temporada consiguió un terer puesto en Gran Bretaña, seis segundos puestos en Catar, Francia, Italia, Países Bajos, República Checa y Tailandia, y cuatro victorias en Alemania, Japón, Australia y Malasia; además consiguió una pole position, la primera de su carrera en el Gran Premio de España. El 27 de octubre de 2019, obtuvo la victoria en el Gran Premio de Australia, con esta conquista se adjudico el Campeonato Mundial de Moto3 con dos carreras de antelación. Dalla Porta se convirtió en el primer italiano en ganar en esta categoría desde que Moto3 reemplazó a la extinta 125 cc. Dalla Porta además le devolvió el título de la categoría pequeña a Italia 15 años después de que Andrea Dovizioso se consagrara campeón de la categoría, en la antigua 125 cc, en 2004, también igualo el período más largo entre dos italianos campeones en 125 cc ocurridos entre Carlo Ubbiali, campeón en 1960 y Paolo Pileri, campeón en 1975.