Das wohl erfolgreichste Jahr in der Karriere Bubkas war das Jahr 1991. In der Halle verbesserte er viermal den Weltrekord, zuletzt in Grenoble auf 6,12 m, und erstmals war der Hallenweltrekord besser als der Freiluftweltrekord. In Sevilla gewann er mit 6,00 m auch die Hallenweltmeisterschaften. In der Freiluftsaison steigerte er den Weltrekord ebenfalls viermal, zuletzt auf 6,10 m in Malmö. Bei den Weltmeisterschaften 1991 in Tokio gewann Bubka seinen dritten Titel in Folge. Mit 5,95 m verwies er den Ungarn István Bagyula (5,90 m) auf Platz zwei. Dahinter folgten mit Maxim Tarassow und Rodion Gataullin die anderen beiden Springer aus der Sowjetunion.