Меж­зо­наль­ный тур­нир при­нёс Пет­ро­сяну новые успехи — зва­ние меж­ду­на­род­ного гросс­мей­стера и выход в тур­нир пре­тен­ден­тов, где он занял 5‑е место среди силь­ней­ших шах­ма­ти­стов мира.

Игра Пет­ро­сяна харак­терна уди­ви­тельно тон­ким пони­ма­нием сокро­вен­ных воз­мож­но­стей пози­ции, осто­рож­но­стью, уме­нием защи­щать самые труд­ные поло­же­ния, вир­ту­оз­ной тех­ни­кой, быст­ро­той и чёт­ко­стью мыш­ле­ния. Жур­на­ли­сты награ­дили его такими эпи­те­тами, как «желез­ный Тиг­ран» и «цен­траль­ный защит­ник», под­чёр­ки­ва­ю­щими надёж­ность его игры. Сам Пет­ро­сян гово­рил, что жела­ние стать чем­пи­о­ном мира появи­лось у него в 1956 году, после того, как он раз­де­лил 3–7‑е места в оче­ред­ном тур­нире претендентов.

В 1959 и 1961 годах Пет­ро­сян два­жды ста­но­вится чем­пи­о­ном страны, а в 1962‑м побеж­дает в длин­ней­шем и уто­ми­тель­ном тур­нире пре­тен­ден­тов на ост­рове Кюра­сао.

И вот насту­пил куль­ми­на­ци­он­ный момент шах­мат­ной био­гра­фии Пет­ро­сяна — матч с чем­пи­о­ном мира. Состо­ялся он в 1963 году.

На старте Бот­вин­ник, вер­ный своей манере борьбы, стре­мился сразу же поверг­нуть сопер­ника, пода­вить его волю. Пет­ро­сян не спра­вился со вполне понят­ным вол­не­нием, про­иг­рал первую пар­тию. Однако даль­ней­шее тече­ние матча пока­зало его колос­саль­ную пси­хо­ло­ги­че­скую устой­чи­вость! Пре­тен­дент играл уве­ренно, спо­койно, сильно. Чем­пион мира ста­рался изо всех сил, но ничего не мог поде­лать с «желез­ным Тиг­ра­ном». Чаша весов мед­ленно, но неуклонно скло­ня­лась в пользу Пет­ро­сяна. Матч кон­чился его побе­дой (+5−2=15).

Про­шло время. В 1966 году Пет­ро­сян успешно отстоял свой титул в матче с новым пре­тен­ден­том — Бори­сом Спас­ским. Счёт был +4−3=17.

Однако в 1969 году, когда Пет­ро­сян вто­рой раз встре­тился в матче со Спас­ским, он потер­пел поражение.