Martin klokte een tijd van 53.43 minuten, 1.15 minuut sneller dan Wiggins. Cancellara moest 1.20 minuut toegeven.

Bert Grabsch uit Duitsland werd vierde, voor de Australiër Jack Bobridge. Cancellara leek op weg naar zilver, maar stond door een stuurfout vlak voor de finish even stil.

Lieuwe Westra eindigde na een sterk laatste gedeelte knap als achtste. Stef Clement, de tweede Nederlandse deelnemer, viel buiten de top tien.

Martin noteerde een gemiddelde van bijna 52 kilometer per uur. ''Verbazingwekkend'', zei de winnaar na zijn triomf met grote marge.

Al in de eerste van de twee rondes van 23 kilometer nam de renner van HTC-Highroad afstand van de concurrentie. De Duitser had zijn tijdrit goed ingedeeld en liep in het tweede gedeelte verder uit.

Martin gold al als eens van de favorieten, omdat hij eerder dit jaar de individuele tijdrit in zowel de Tour de France als de Vuelta a España won. Beide keren klopte hij Cancellara.

Na Jan Ullrich (1999 en 2001) en Grabsch (2008) is Martin de derde Duitser die de mondiale tijdrittitel verovert.

De WK wielrennen worden vrijdag vervolgd met de wedstrijden op de weg.