Murphy remporte deux matchs de qualifications pour une place au Championnat du monde 2005. Il défait les anciens champions du monde John Higgins (13-8), Steve Davis (13-4) et Peter Ebdon (17-12) pour une place en finale contre Matthew Stevens, joueur mondial. La finale se joue sur deux jours. À la fin de la première journée, Murphy est mené 10-6 par Stevens mais il revient dans la partie lors de la deuxième journée. Il égalise le score à 16-16 puis remporte les deux manches suivantes pour le gain du trophée. Murphy réalise le plus grand nombres de centuries du tournoi cette année-là (11). Les observateurs considèrent la victoire de Murphy comme une surprise majeure puisqu'il n'est que le deuxième qualifié victorieux d'un championnat du monde, après Alex Higgins en 1972 et Terry Griffiths en 1979. À l'âge de 22 ans, Murphy est aussi le deuxième plus jeune vainqueur, derrière Stephen Hendry et ses 21 ans en 1991. Avant Murphy, aucun autre joueur n'a dû jouer sept matchs pour remporter un championnat du monde. Classé 48 mondial avant le début du tournoi, il est le joueur le moins bien classé sacré champion du monde depuis Joe Johnson en 1986. Grâce à son parcours atypique, Murphy acquiert le surnom de « magicien ». Il multiplie également son prize money par deux ce qui lui permet d'acheter une voiture et une maison. En , il épouse Claire, sa fiancée.