Dostál war seit dem Jahr 1994 regelmäßig im Biathlon-Weltcup vertreten. Nach einem 9. Platz im Sprint von Bad Gastein in der Saison 1994/95 musste er über fünf Jahre auf ein ähnliches Resultat warten. Dostáls WM-Rennen verliefen ebenfalls wenig erfolgreich, bei sechs WM-Teilnahmen zwischen 1995 und 2001 erreichte er nie einen Platz unter den besten 20 Athleten. Bei den Weltmeisterschaften 2003 gelang ihm mit dem 5. Platz im Massenstart, der fünften Top-10-Platzierung seiner Karriere, seine bis zu diesem Zeitpunkt beste Platzierung überhaupt. Völlig überraschend gewann Roman Dostál bei den Weltmeisterschaften 2005 in Hochfilzen Gold im Einzelrennen über 20 km, als er sich mit nur einem Schießfehler und der siebtbesten Laufzeit vor den drei deutschen Athleten Michael Greis, Ricco Groß und Sven Fischer behaupten konnte.