De WK van 1991 werden gehouden in Tokio. In de 100m-finale liep Lewis tegen de mannen die de afgelopen twee jaar nummer één op de wereldranglijst hadden gestaan: landgenoot Leroy Burrell en de Jamaicaan Ray Stewart. In wat de snelste 100 m race aller tijden zou blijken te zijn, met zes man die onder de 10,00 liepen, versloeg Lewis niet alleen de tegenstand, maar verbeterde bovendien met 9,86 het wereldrecord. Hoewel hij eerder wereldrecordhouder op deze afstand was, was dit de eerste keer dat hij de finishlijn passeerde met het predicaat "WR" achter zijn naam en de eerste keer, dat hij kon proeven van deze prestatie op het moment dat het feitelijk gebeurde. Lewis stonden de tranen in de ogen. "Mijn beste race ooit," zei hij. "De beste techniek, het snelst. En dat op mijn dertigste." Hiernaast liep hij als slotloper van het Amerikaanse 4 x 100 m estafetteteam in een tijd van 37,50 alweer een wereldrecord, de derde keer dat jaar dat hij als slotloper een 4 x 100 m estafetteteam aan een wereldrecord hielp.