Lors du mondial 2011, il est l'un des éléments essentiels de sa sélection, qui remporte l'ensemble de ses rencontres pour atteindre la finale face aux Français. Lors de la demi-finale face à l'Espagne, finalement remportée sur le score de 28 à 24, Mikkel Hansen s'est montré décisif en inscrivant neuf buts. En finale, malgré les dix buts qu'il a inscrit, le Danemark doit s'incliner après prolongation face aux Français qui remportent leur quatrième grande compétition consécutive grâce à une victoire 37 à 35. Hansen est honoré à titre individuel du titre de meilleur arrière gauche de la compétition et de celui de meilleur buteur avec 68 réalisations.