Son premier succès international en catégorie senior intervient en début de saison 1991 à l'occasion des Championnats du monde en salle de Séville où il domine l'épreuve du en 3 min 34 16, devançant finalement de plus d'une seconde l'Espagnol Fermín Cacho. Quelques jours auparavant, l'Algérien avait établi le premier record du monde de sa carrière, toujours sur la piste couverte de Séville, en 3 min 34 s 16. Invaincu sur lors de la saison estivale, réalisant notamment à deux reprises deux chronomètres proches des 3 min 31 s, il figure parmi les favoris à la victoire finale lors des Championnats du monde en plein air de Tokyo. Le , Noureddine Morceli décroche son premier titre mondial en bouclant son en 3 min 32 s 84, devançant largement Wilfred Kirochi (3 min 34 s 84) et Hauke Fuhlbrügge (3 min 35 s 28).