W swoim czwartym starcie w roku 2005, podczas mityngu w Kuortane 26 czerwca, pierwszy raz w karierze uzyskał wynik ponad 90 metrów ustawiając rekord życiowy rezultatem 91,53. 17 lipca zdobył drugi złoty medal mistrzostw Finlandii, a w ostatnim starcie przed mistrzostwami świata wygrał z wynikiem 90,54 (podczas zawodów w Oslo). Fin, który jako jedyny oszczepnik obok Rosjanina Siergieja Makarowa w sezonie przekroczył granicę 90 metrów, był faworytem czempionatu rozgrywanego w Helsinkach. W eliminacjach, które odbyły się 9 sierpnia, z wynikiem 82,21 zajął drugie miejsce za Makarowem. W rundzie finałowej w pierwszej serii Fin uzyskał wynik 75,44, a swój najlepszy rezultat osiągnął w czwartej próbie uzyskując 81,27. Będący faworytem zawodów oszczepnik zajął ostatecznie czwarte miejsce. Złoto mistrzostw przypadło Estończykowi Andrusowi Värnikowi, srebro zdobył Norweg Andreas Thorkildsen, a brąz Rosjanin Siergiej Makarow. Po mistrzostwach Pitkämäki wygrał m.in. zawody w Zurychu (88,71) i Berlinie (89,32), a w ostatnim starcie w sezonie zwyciężył w światowym finale lekkoatletycznym z wynikiem 91,33. W ciągu całego sezonu wygrał 12 z 16 zawodów, w których startował.