En los clasificatorios al Campeonato Mundial de Natación de 2001, el 30 de marzo, Phelps rompió el récord mundial de los 200 m. mariposa; con 15 años y 9 meses se convirtió en el nadador más joven en poseer un récord del mundo de natación, superando a Ian Thorpe, quien logró el récord de los 400 m. libre con 16 años y 10 meses. Ya en el campeonato mundial de Fukuoka, Phelps rompió su propio récord en los 200 m. mariposa, convirtiéndose por primera vez en campeón mundial.