Mistrzostw świata 2021 Hanyū rozpoczął od bezbłędnego programu krótkiego, za który otrzymała 106,98 punktów, co po tej części zawodów dało mu pierwsze miejsce z przewagą sześciu punktów nad drugim Yumą Kagiyamą oraz nieco ponad ośmiopunktową nad trzecim Nathanem Chenm. Podczas programu dowolnego Hanyū podparł lądowanie po rozpoczynającym program poczwórnym Rittbergerze i poczwórnym salchowie. Tym samym z czterech planowanych poczwórnych skoków czysto wykonał jedynie dwa poczwórne toeloopy, jeden w kombinacji z potrójnym toeloopem, zaś drugi w kombinacji z eulerem i potrójnym salchowem. Hanyū stracił również punkty po tym, jak miał problem z wylądowaniem obu z planowanych potrójnych axli. Za program dowolny uzyskał 182,20 punkty, co po tej części zawodów, dawało mu czwarte miejsce. Ostatecznie całe zmagania zakończył na trzecim miejscu z łącznym wynikiem 289,18 punktów. Były to pierwsze zawody od NHK Trophy 2014, które zakończył poniżej drugiego miejsca. Następnego dnia Hanyū potwierdził doniesienie o swoim ataku astmy, który razem z szeregiem innych drobnych problemów wpłynął na ostateczny rezultat zawodów.