1991年9月に開催された世界陸上東京大会男子マラソンは気温30度を超す高温多湿の過酷なコンディションとなり、中山竹通やメコネンら60人中24人が途中棄権する中、谷口は38km過ぎからスパートして先頭集団を抜け出し、2位のアーメド・サラに29秒差をつけ1位でゴール。日本人選手として世界陸上大会史上初の金メダルを獲得した。2019年現在、世界陸上選手権で優勝した日本人男子選手は谷口と室伏広治と鈴木雄介だけである。