Jabarkan Kejuaraan Dunia 125cc (2001–2006) dari Mika Kallio

Kallio melakukan debutnya di Kejuaraan Dunia 125cc sebagai pembalap wildcard di Grand Prix Jerman 2001. Melanjutkan dengan Ajo Motorsport dan Honda RS125R selama satu musim penuh pada tahun 2002, ia menyelesaikan sebagai Rookie of the Year. Di pertengahan musim 2003, Kallio beralih ke Red Bull KTM, tim pabrik KTM. Dia segera mengambil tempat keempat terbaik dalam karirnya di Republik Ceko. Puncak tahun 2003 adalah podium kelas pertamanya, tempat kedua di Sepang di belakang Dani Pedrosa.

Setelah musim 2004 yang penuh dengan masalah keandalan sepeda, Kallio merebut posisi terdepan kejuaraan pertamanya dan meraih kemenangan pada putaran kedua musim 2005 di Estoril. Dia melanjutkan untuk mengambil tujuh pole lagi dan tiga kemenangan lagi dan kehilangan gelar dunia hanya dengan lima poin ke Thomas Lüthi. Dia kehilangan lima poin di Grand Prix keempat terakhir di Qatar ketika rekan setimnya di KTM, Gábor Talmácsi, melakukan slipstream dari belakang dan melewatinya pada beberapa meter terakhir balapan untuk meraih kemenangan dengan 0,017 detik. Kallio telah memulai dari posisi terdepan dan memimpin setiap putaran balapan dan tidak lagi menekan langsung ke kandang, karena Talmácsi telah diperintahkan untuk tetap berada di belakang oleh tim karena dia bukan penantang gelar. Talmácsi dipecat setelah final musim di Valencia.

Pada tahun 2006, Kallio kembali menjadi penantang gelar 125 cc. Meskipun ia menghasilkan musim terbaiknya hingga saat ini, pembalap Finlandia itu dikalahkan oleh Álvaro Bautista dari Spanyol dan ketika ia mencoba untuk bertahan dengan pembalap Spanyol itu, ia terpaksa puas di posisi runner-up sekali lagi, meskipun ia menyelesaikannya unggul 65 poin penuh dari posisi ketiga. Kallio mencetak tiga kemenangan, empat posisi terdepan dan 11 podium selama kampanye 2006. Pada akhir tahun, pemirsa serial televisi olahraga motor Finlandia Ruutulippu memilih Kallio sebagai Finnish Motorsportsman of the Year untuk tahun kedua berturut-turut. Dia mengumpulkan 33,1% dari semua suara dan mengalahkan juara dunia enduro Samuli Aro, runner-up WRC Marcus Grönholm dan bintang F1 Kimi Räikkönen.