Fire år senere, under sommer-OL 1972 i München vant han sin andre olympiske gullmedalje på 1 km sprint for menn. Morelon har blitt verdensmester i banesykling åtte ganger, sju i sprint 1966, 1967, 1969, 1970, 1971, 1973 og 1975. I 1966 også i tandem sammen med Pierre Trentin.