Гербергера Тільковскі пробачив лише на початку 1964 року, коли після зустрічі на бенкеті Ганс погодився повернутися до збірної. Через рік на чемпіонаті світу 1966 року в Англії німців очолював вже інший тренер, Гельмут Шен, який бачив Ганса беззаперечним основним воротарем своєї збірної. На свій 31-й день народження Тільковскі нарешті дебютував на чемпіонатах світу, а німці в першому турі групового етапу розгромили Швейцарію (5:0). Надалі, у тому числі завдяки вдалій грі Тільковскі, команда дійшла до фіналу змагань, пропустивши до вирішального матчу лише двічі в п'яти матчах. Утім у фіналі проти англійців був зарахований спірний гол у ворота Тільковскі через помилку радянського бокового арбітра Тофіка Бахрамова, через що німці програли трофей.