Главным стартом сезона 2009 года был чемпионат мира в Берлине. На этом первенстве он выступил на спринтерских дистанциях 100 и 200 метров, а также в эстафете 4×100 метров. В ходе выступления в беге на 100 метров Усэйн выиграл квалификационный забег — 10,20, четвертьфинал — 10,03, полуфинал 9,89. 16 августа он выиграл финальный забег с новым мировым рекордом — 9,58, на 11 сотых секунды улучшив свой же мировой рекорд, который остаётся непревзойдённым к августу 2021 года. За установление мирового рекорда он получил дополнительный бонус в размере 100 000 долларов США. По ходу бега он преодолел первые 60 метров дистанции за 6,31, что быстрее мирового рекорда Мориса Грина — 6,39. Спустя 2 дня Болт начал выступление на дистанции 200 метров, выиграв квалификационный забег, четвертьфинал и полуфинал. 20 августа в финале улучшил свой мировой рекорд в беге на 200 метров, одержав победу с результатом 19,19. За эту победу он получил 160 000 долларов, из них 60 000 за победу и 100 000 в качестве бонуса за мировой рекорд от компании TDK. 22 августа он принял участие в эстафете 4×100 метров, на которой вместе со своими партнёрами завоевал третью золотую медаль этого чемпионата. В финальном забеге этой эстафеты Болт бежал на третьем этапе. После чемпионата мира Усэйн выступил на завершающих этапах Золотой лиги 2009 года: 28 августа одержал победу на Мировом классе в Цюрихе, выиграв стометровку с результатом 9,81. 4 сентября одержал победу на Мемориале Ван-Дамма в беге на 200 метров — 19,57. Последними соревнованиями в сезоне для него стал Всемирный легкоатлетический финал, на котором он одержал победу на дистанции 200 метров с новым рекордом соревнований — 19,68. В итоге в 2009 году он выиграл все соревнования, на которых выступал. По итогам года признан лучшим легкоатлетом мира по версии IAAF.