En 2003, pour la première fois depuis 1996, il commence la saison sans maillot arc-en-ciel. Souffrant d'une hernie durant l'hiver, il doit retarder sa reprise de la musculation et a perdu lorsqu'il reprend l'entraînement. Il est forfait pour les manches de coupe du monde au printemps, tandis que Quintyn dit se contenter volontiers d'une médaille aux mondiaux cette année. Il obtient un premier succès inattendu en mai au Grand Prix de Saint-Denis, puis le lendemain en keirin au Trophée Fenioux, où il réalise également le meilleur temps des qualifications en vitesse. Troisième de la vitesse lors des trois manches du Trophée Fenioux, il enlève pour la première fois le classement général. Aux championnats de France, avec un temps de , il cède le titre du kilomètre à Bourgain, mais se satisfait de la qualification ainsi obtenue pour les championnats du monde. Il est médaillé de bronze de la vitesse en battant Rousseau, qui de ce fait ne se qualifie pas pour les mondiaux. Ces deniers ont lieu à Stuttgart fin juillet. Avec , Tournant est troisième losque Hoy, tenant du titre et dernier partant, s'élance. Au grand soulagement d'Arnaud Tournant, Hoy échoue à six centièmes du podium, lui laissant le bronze. En vitesse, il élimine Jan Van Eijden, Theo Bos, puis Jens Fiedler. Il est cependant battu par Jobie Dajka en demi-finale, puis par René Wolff pour la troisième place. En vitesse par équipes, les Français se qualifient en finale, où ils sont devancés par les Allemands, qui courent devant leur public. Arnaud Tournant repart de ces championnats avec deux médailles et une quatrième place en vitesse, soit bien plus qu'il n'espérait.