Последним стартом в карьере британского пловца стала эстафета 4×200 метров вольным стилем на чемпионате мира 2001 года. Сборная Великобритании с Палмером в составе финишировала на четвёртом месте. Вскоре после окончания чемпионата Пол Палмер принял решение завершить спортивную карьеру.