В Москве на чемпионате мира 2005 года Ламбьель выступал в квалификации B, выиграв её. В короткой программе швейцарец показал результат 80,28 балла, чисто исполнив тройной аксель и каскад из четверного и тройного тулупов. Выступавший вслед за ним Евгений Плющенко, являвшийся основным соперником Ламбьеля, после падения с четверного тулупа остался без каскада, став в итоге пятым, а позднее снялся из-за травмы. По словам Ламбьеля, снятие Плющенко с соревнований расстроило Стефана, так как для швейцарца «всегда интересно соревноваться с сильнейшим». В произвольной программе под музыку Ханса Циммера из кинофильма «Король Артур» Ламбьель не избежал ошибок, исполнив лишь одинарные флип и аксель, однако при этом в его программе были два четверных прыжка, каждый из которых был оценён на плюс. При этом первый четверной был исполнен в каскаде с тройным тулупом. Швейцарец получил за свой прокат 144,18 балла, что оказалось на 7,88 балла выше результата Джеффри Баттла, ставшего вторым в произвольной программе. Таким образом, Ламбьель стал чемпионом мира, победив и в короткой, и в произвольной программах. Когда швейцарца спросили о том, как на его прокате сказалось то, что Плющенко снялся, он ответил: