Cominciò molto bene la stagione 2017 segnando tempi competitivi al Trofeo Città di Milano, dove vinse i 1500 m e i 400 m stile libero battendo il rivale Gregorio Paltrinieri. Il 4 aprile 2017 nel corso dei campionati italiani stabilì il nuovo primato italiano sui 400 sl in 3'43"36 strappandolo a Massimiliano Rosolino dopo 17 anni. Il 6 aprile vinse anche gli 800 m sl battendo Paltrinieri in 7'41"64, seconda prestazione europea di sempre e suo primato personale. Rinunciò ai 1500 per problemi di salute ma l'8 aprile vinse con il primato personale di 1'46"38, a soli 9 centesimi dal record italiano, i 200 sl. Al trofeo settecolli di Roma gareggiò nei 400 m stile libero in cui giunse secondo alle spalle del coreano Tae Hwan Park con il tempo di 3'45"88 ma precedette il campione olimpico in carica Mack Horton. Ai Campionati mondiali di Budapest Detti gareggiò in tre gare individuali e in una staffetta. Arrivò alla medaglia di bronzo nei 400 m stile libero dietro a Sun Yang e al campione olimpico in Mack Horton col tempo di 3'43"95, leggermente peggio di quanto fatto ad aprile. Il 26 luglio arrivò il successo più importante della sua carriera, poiché vinse la medaglia d'oro negli 800 m stile libero precedendo il polacco Wocjek Wojdak e Gregorio Paltrinieri: Detti riuscì a rimontare negli ultimi 100 metri e portò il record europeo a 7'40"77, migliorando il precedente record di Paltrinieri per 4 centesimi.. Riuscì a portare la Staffetta 4x200 m stile libero al sesto posto ottenendo il migliore parziale degli azzurri in finale. Infine partecipò ai 1500 m stile libero che si svolsero l'ultima giornata di gare alla Duna Aréna di Budapest. Detti arrivò alla gara del suo bronzo olimpico senza energie e concluse al quarto posto. Migliorò complessivamente il risultato di Rio con un oro e un bronzo.