Tal vô địch một giải đấu rất mạnh tại Zürich năm 1959. Sau giải Interzonal, các kỳ thủ hàng đầu tiếp tục với giải Candidates ở Nam Tư năm 1959. Tal thể hiện phong độ vượt trội của mình khi dành tới 20/38 điểm, vượt qua Paul Keres với 18½ điểm, theo sau bởi Tigran Petrosian, Vasily Smyslov, Bobby Fischer, Svetozar Gligorić, Friðrik Ólafsson và Pal Benko. Chiến thắng của Tal phần lớn là trước các kỳ thủ ở nửa dưới.[8] Chỉ giành được 1 chiến thắng và thua 3 trận trước Keres nhưng Tal đã thắng 4 trận trước Fishcher và giành được 3½/4 từ các đối thủ Gligorić, Olafsson và Benko[9]

Năm 1960, khi 23 tuổi, Tal đánh bại Mikhail Botvinnik - một kỳ thủ thiên về lối chơi chiến lược trong trận đấu tranh ngôi Vô địch thế giới được tổ chức tại Moscow với điểm số là 12½–8½ (6 thắng, 2 thua, 13 hòa) khiến anh trở thành nhà vô địch thế giới trẻ nhất trong lịch sử cờ vua thế giới tính đến thời điểm đó (kỉ lục này bị phá bởi Garry Kasparov - vô địch thế giới khi 22 tuổi). Botvinnik, chưa từng đấu với Tal lần nào trước đó, đã giành chiến thắng trước Tal trong trận tái đấu năm 1961, cùng được tổ chức tại Moscow với tỉ số 13-8 (10 thắng, 5 thua, 6 hòa). Trong khoảng thời gian này, Botvinnik đã phân tích kỹ lưỡng lối chơi của Tal và đưa phần lớn các trận tái đấu trở nên chậm rãi hoặc đưa về tàn cuộc, ngược với sở trường của Tal là những trận đấu phức tạp mang tính chiến thuật cao.[10] Triều đại ngắn ngủi của Tal khiến anh trở thành một trong hai người được gọi là "winter kings" (cụm từ dùng để chỉ những vị vua có thời gian trị vì ngắn) khi làm ngắt quãng triều đại của Botvinnik (từ năm 1948 đến năm 1963) (Người còn lại là Vasily Smyslov, vô địch thế giới 1957-58)

Hệ số ELO cao nhất của Tal là 2705, đạt được năm 1980. Hệ số cao nhất do Chessmetrics đánh giá là 2799 vào tháng 9 năm 1960.