Poulidor è stato anche un buon specialista di classiche, vincendo la Milano-Sanremo 1961 e la Freccia Vallone 1963. Ha inoltre partecipato per diciotto anni consecutivi, dal 1960 al 1977, ai campionati del mondo di ciclismo su strada, salendo quattro volte sul podio e ritirandosi una sola volta (a San Sebastián nel 1965). Fra il primo suo podio (Berna, 1961) e il quarto (Montréal, 1974) sono intercorsi tredici anni, e anche questo è un record di longevità. È ricordato oggi anche per essere stato, all'inizio degli anni 1960, il primo corridore sottoposto ad un regolare test antidoping.