2019 W lipcu podczas mistrzostw świata w Gwangju zdobył osiem medali, w tym sześć złotych. Pierwszego dnia mistrzostw zwyciężył w sztafecie 4 × 100 m stylem dowolnym, w której Amerykanie pobili rekord zawodów. Następnego dnia zdobył złoty medal w konkurencji 50 m stylem motylkowym i ustanowił jednocześnie nowy rekord obu Ameryk (22,35). Czwartego dnia zawodów wywalczył srebro w sztafecie mieszanej 4 × 100 m stylem zmiennym. Następnego dnia obronił tytuł mistrza świata na dystansie 100 m stylem dowolnym, uzyskawszy czas 46,96. Dressel poprawił tym samym rekord swojego kraju. Był to jednocześnie trzeci wynik w historii oraz najlepszy rezultat uzyskany w stroju tekstylnym. Szóstego dnia mistrzostw w półfinale 100 m stylem motylkowym czasem 49,50 pobił rekord świata, a dzień później zwyciężył w tej konkurencji z czasem 49,66. Tego samego dnia zdobył także złote medale na dystansie 50 m stylem dowolnym, gdzie z czasem 21,04 ustanowił nowe rekordy mistrzostw i swojego kraju, oraz w sztafecie mieszanej 4 × 100 m stylem dowolnym, w której wraz z Zachiem Apple, Mallory Comerford i Simone Manuel ustanowił nowy rekord świata. Ostatniego dnia zawodów wywalczył srebro w sztafecie 4 × 100 m stylem zmiennym.