Veselin Topalov tornou-se campeão mundial da FIDE em outubro de 2005 vencendo o torneio de dupla volta de San Luis por uma vantagem de ponto e meio. Somou dez pontos em catorze, invicto, contra um campo que incluía Anand, Svidler, Leko, Morozevich e Adams. Foi número um do mundo de abril de 2006 a janeiro de 2007.
Perdeu o match de unificação contra Vladimir Kramnik em Elista 2006 — uma disputa marcada pela controvérsia do «toiletgate» e pelo W.O. de Topalov na quinta partida. Em 2010 disputou o match pelo título mundial contra Anand em Sófia, perdendo por 5.5–6.5 quando um erro tático na décima segunda e última partida clássica decidiu o match.
Seu rating máximo de 2816 veio em 2015, quase dez anos após San Luis. Topalov é o único da geração Anand-Kramnik-Topalov que nunca segurou o título unificado do mundo.