2018 reiste er zu den Europameisterschaften in Berlin an, ohne in der Saison einen kompletten Zehnkampf absolviert zu haben. Nichtsdestotrotz galt er als hoher Favorit, hatte er sich doch mit neuen Bestleistungen über 100 Meter und im Hürdenlauf, Kugelstoßen und Diskuswurf bei Einzelstarts und einem halben Zehnkampf in Ratingen in guter Form gezeigt. Bei den Europameisterschaften gelang ihm dann allerdings im Weitsprung – der zweiten Disziplin nach einer neuen 100-Meter-Bestleistung von 10,64 s – kein gültiger Versuch, woraufhin er den Wettkampf vorzeitig beendete. Am 16. September 2018 stellte Mayer im französischen Talence mit 9126 Punkten einen neuen Weltrekord auf (10,55 s / 7,80 m / 16,00 m / 2,05 m / 48,42 s / 13,75 s / 50,54 m / 5,45 m / 71,90 m / 4:36,11 min). Er verbesserte die bisherige Bestleistung um 81 Punkte. Nach dem Tschechen Roman Šebrle (9026 im Jahr 2001) und dem US-Amerikaner Ashton Eaton (9045 im Jahr 2015) ist er der dritte Zehnkämpfer, der die 9000 Punkte überbot.