W mistrzostwach świata FIDE systemem pucharowym, rozgrywanych w Libii w 2004 roku, Kasimdżanow sprawił wielką niespodziankę, eliminując wyżej notowanych arcymistrzów: Wasilija Iwanczuka, Aleksandra Griszczuka i Weselina Topałowa, by w finale spotkać się z Michaelem Adamsem. W sześciopartiowym meczu finałowym obaj szachiści wygrali po dwie partie, losy tytułu rozstrzygnęły się więc w dogrywkach, granych przyspieszonym tempem gry. Kasimdżanow wygrał pierwszą partię i zremisował drugą, zdobywając tym samym tytuł mistrza świata FIDE i prawo gry w cyklu unifikacyjnym z najwyżej notowanym szachistą świata, Garrim Kasparowem (do którego jednak nie doszło).