Sukcesywnie udoskonalając swoją grę i odnosząc wiele spektakularnych zwycięstw, Botwinnik stał się głównym kandydatem do meczu o mistrzostwo świata z ówczesnym mistrzem Aleksandrem Alechinem. Do meczu nie doszło, najpierw z powodu wybuchu II wojny światowej, a później śmierci Alechina (w 1946 roku). Po tytuł mistrza świata Botwinnik sięgnął w 1948 roku, wygrywając zorganizowany przez Międzynarodową Federację Szachową (FIDE) turniej pretendentów, z udziałem pięciu wybitnych szachistów. Później dwukrotnie przegrywał mecze o mistrzostwo, w 1957 roku z Wasilijem Smysłowem i w 1960 roku z Michaiłem Talem – lecz w obu przypadkach wygrywał mecze rewanżowe. Ostatecznie stracił tytuł mistrza świata w 1963 roku na rzecz Tigrana Petrosjana (meczu rewanżowego nie było, w wyniku zmiany zasad przez FIDE).