Il remporte le championnat du monde après une année marquée par un quatrième succès en tournoi classé lors du Grand Prix. Au championnat, il est opposé au premier tour à Fergal O'Brien qu'il domine sans problème (10-5). Au deuxième tour, il retrouve le qualifié Martin Gould. L'Australien parvient à inverser une situation plus que mal embarquée ; après avoir perdu les six premières manches, puis après avoir été mené par 11-5, il parvient à s'imposer à la manche décisive pour rejoindre les quarts de finale. En quart de finale, il écrase le sextuple champion du monde Steve Davis (13-5). En demi-finale, il est convié à affronter le joueur mondial, Ali Carter. Robertson l'emporte sur le score de 17-12 et devient ainsi le premier joueur australien à rejoindre la finale du championnat du monde. En finale, il retrouve le vainqueur de l'édition 2006, Graeme Dott. Il le bat par 18 manches à 13 et devient ainsi le tout premier australien à remporter le championnat du monde dans l'ère moderne. Par ailleurs, Neil est seulement le quatrième vainqueur qui ne soit pas d'origine britannique, les autres étant Horace Lindrum (Australie), Cliff Thorburn (Canada) et Ken Doherty (Irlande). Il devient également pour la première fois mondial après s'être imposé à l'Open mondial, trois mois après sa victoire au Crucible.