Il entame la saison 1987 par un nouveau record du monde en salle ( le à Osaka) avant de s'adjuger à Indianapolis le titre des premiers Championnats du monde en salle devant Earl Bell concourant pour les États-Unis. Le , il remporte le "meeting" en salle de Turin avec un saut à , établissant à l'âge de vingt-trois ans le seizième record mondial de sa carrière. Auteur d'une nouvelle meilleure performance mondiale en plein air, le à Prague, avec un saut à , Sergueï Bubka participe ensuite aux Championnats du monde de Rome et conserve son titre remporté quatre ans plus tôt grâce à un bond à réalisé à sa première tentative après une entrée dans le concours à . Il devance finalement de cinq centimètres Thierry Vigneron et son compatriote Rodion Gataullin. Leader incontesté de la discipline, il achève la saison 1987 avec un bilan de onze sauts à plus de .