W drugim roku startów Mick był już trzecim zawodnikiem klasyfikacji generalnej. Podczas GP Hiszpanii po raz pierwszy w karierze sięgnął po pole position (w tej też rundzie uzyskał najszybsze okrążenie), natomiast pierwsze zwycięstwo odniósł na węgierskim torze Hungaroring. W ciągu sezonu stawał jeszcze czterokrotnie na podium oraz dwukrotnie startował z pierwszej pozycji. Warto zaznaczyć, iż w obu sezonach partnerował mu mistrz świata z 1987 roku, a zarazem jego rodak, Wayne Gardner. W obu sezonach młodszy z Australijczyków był wyżej sklasyfikowany, jednak trzeba zaznaczyć, iż był to trudny okres dla Gardnera, trapionego kontuzjami.
W sezonie 1991 Doohan był najrówniejszym zawodnikiem w stawce, dzięki czemu do przedostatniego wyścigu liczył się w walce o tytuł mistrzowski. Spośród piętnastu wyścigów, tylko w jednym nie znalazł się na podium. Na torze w Assen nie dojechał wówczas do mety. Łącznie odniósł trzy zwycięstwa, na torach w Hiszpanii, Włoszech i Austrii. Dzięki swej konsekwentności został wicemistrzem świata, z niedużą stratą do najlepszego Wayne'a Raineya.