Po tym pojedynku Shamrock zdecydował się zakończyć karierę sportową, wobec czego władze UFC zorganizowały, w lipcu 2000 roku, walkę o wakujący pas mistrzowski i wyznaczył do niego Ortiza oraz najlepszego brazylijskiego zawodnika Wanderleia Silvą. Tito wygrał przez jednogłośną decyzję po pięciu zaciętych rundach.
W następnych latach kilkakrotnie bronił pasa mistrzowskiego, pokonując min. Yūkiego Kondō oraz Kena Shamrocka, przyrodniego brata Franka. W sierpniu 2003 roku stracił tytuł na rzecz byłego mistrza wagi ciężkiej UFC Randy’ego Couture’a, a następnej walce przegrał przez nokaut z Chuckiem Liddellem.
W 2004 roku pokonał przez decyzję Patricka Côté oraz Vitora Belforta, po czym wycofał się z UFC na blisko półtora roku. W tym czasie pojawił się jako sędzia w kilku galach wrestlingu. Do UFC powrócił w lipcu 2006 roku, pokonując przez decyzję Forresta Griffina. Następnie został trenerem jednej z drużyn w reality show The Ultimate Fighter 3. Drugim trenerem został Ken Shamrock, a po zakończeniu programu doszło do rewanżowej walki między Ortizem a Shamrockiem. Tito wygrał już w pierwszej rundzie przez techniczny nokaut, ale jego przeciwnik nie zgadzał się z werdyktem i twierdził, że walka została zbyt szybko przerwana. Dlatego doszło do trzeciego starcia tych zawodników i znów lepszy okazał się Ortiz.