W swoim starcie w sezonie oszczepnik z wynikiem 87,78 zwyciężył 3 czerwca w Kuortane, a 15 czerwca poprawił się o równy metr wygrywając mityng Bislett Games w Oslo z rezultatem 88,78. 13 lipca w Rzymie podczas mityngu Golden Gala Pitkämäki źle wykonał rzut w wyniku czego oszczep poleciał za bardzo w lewo i trafił francuskiego skoczka w dal Salima Sdiriego. Ostatecznie w mityngu oszczepnik uplasował się na drugim miejscu. W kolejnych dniach Fin nie mógł otrząsnąć się po wypadku jednak już 22 lipca z wynikiem 91,23 (trzecim najlepszym w karierze) wygrał zawody w Lapinlahti. 31 sierpnia w eliminacjach mistrzostw świata na stadionie w Osace uzyskał rezultat 80,62 (dziesiąty wśród startujących) i awansował do finału czempionatu, który zaplanowano na 2 września. W finale na stadionie Nagai po pierwszej serii zajmował czwartą lokatę, a w drugiej próbie po rzucie na odległość 89,16 objął prowadzenie. W ostatniej próbie uzyskał swój najlepszy wynik w zawodach – 90,33 – i wyprzedzając Norwega Andreasa Thorkildsena i Amerykanina Breauxa Greera zdobył tytuł mistrza świata. Złoto Pitkämäkiego było pierwszym medalem z najcenniejszego kruszcu wywalczonym przez Fińskiego oszczepnika od roku 1999 kiedy w światowym czempionacie zwyciężył Aki Parviainen. Na koniec sezonu jako pierwszy Fin oraz drugi oszczepnik w historii wygrał prestiżowy plebiscyt European Athlete of the Year Trophy.