Nel '52 Fausto, nel pieno della sua maturità d'atleta, riesce a ripetere la doppietta del '49: vince tre tappe e classifica finale al Giro d'Italia; addirittura cinque Tappe e la mitica Maglia Gialla al Tour.
Il '53 è l'anno della sua quinta vittoria al Giro, ma è soprattutto l'anno del suo trionfo al mondiale; sull'impegnativo circuito di Lugano, caratterizzato dalla salita della Crespera, Coppi fa letteralmente il vuoto dietro di sé. Solo il belga Derycke prova a rimanergli a ruota, ma a 30 chilometri dall'arrivo l'Airone di Castellania prende il volo: il malcapitato belga accusa al traguardo oltre 6 minuti! Il mondiale è il punto più alto della sua carriera ma è anche l'inizio della sua discesa.
Nel '54 rivince il Lombardia oltre a numerose altre corse.
Nel '55 arriva la sua ultima vittoria in una corsa in linea al Giro dell'Appennino.
Nel '57, sotto le insegne della Carpano - Coppi, ecco l'ultimo trionfo; al Trofeo Baracchi a cronometro in coppia con Baldini.
Nel '59 nasce il progetto della "San Pellegrino": una nuova formazione diretta da Gino Bartali, che dovrebbe avere come capitano proprio Fausto. I due grandi rivali sotto la stessa bandiera come vent'anni prima. Il destino è però in agguato: di ritorno da un criterium in Alto Volta, Coppi contrae una forma malarica non diagnosticata.
Si spegne il 2 gennaio 1960 tra il dolore e l'incredulità del mondo intero. Lascia due figli: Marina, avuta dalla moglie Bruna Ciampolini, e Faustino, nato dall'unione con la signora Giulia Occhini, colei che i giornalisti avevano ribattezzato la "Dama Bianca".
Scriverà il giornalista francese Jacques Augendre: "Questa triste morte, del tutto prematura, ingiusta, santificherà un eroe e ne farà un martire. Di un campione, ha fatto un immortale".
