Sein größter Erfolg war der Weltmeistertitel 1987 in Rom. Er siegte mit persönlicher Bestleistung von 8680 Punkten vor Siegfried Wentz und wurde dafür im selben Jahr zum DDR-Sportler des Jahres gewählt. 1988 gewann er bei den Olympischen Spielen in Seoul die Silbermedaille hinter Christian Schenk (DDR). Voss wurde außerdem 1982, 1983, 1987 und 1990 DDR-Meister sowie nach der Wiedervereinigung und einer Verletzungspause deutscher Vizemeister 1993.