Michał Kwiatkowski con lamaglia iridata, sul gradino più alto del podio, festeggia la vittoria aimondiali 2014.
Nei primi mesi del 2014, sempre in maglia Omega Pharma-Quickstep, Kwiatkowski vince ilTrofeo Serra de Tramuntana, due tappe e la classifica finale dellaVolta ao Algarve e la semiclassica italianaStrade Bianche, nella quale precedePeter Sagan eAlejandro Valverde. In aprile si piazza secondo allaVuelta al País Vasco (vince la classifica a punti) ed è quindi in evidenza nelle classiche delle Ardenne: conclude infatti quinto all'Amstel Gold Race, e quindi terzo sia nellaFreccia Vallone che nellaLiegi-Bastogne-Liegi; nello stesso mese si aggiudica anche il prologo di apertura delTour de Romandie. Dopo aver vinto il titolo nazionale Elite a cronometro, alTour de France non riesce a ripetere il buon piazzamento dell'anno precedente, staccandosi dai migliori quasi sempre in salita e chiudendo al 28º posto della generale, terzo nella classifica dei giovani.
Nella prima metà di settembre conclude secondo alTour of Britain, facendo sua la tappa con arrivo aBristol e la classifica a punti. Il 21 settembre seguente conquista la medaglia di bronzo nellacronometro a squadre aicampionati del mondo diPonferrada con la sua Omega Pharma-Quickstep. Sette giorni dopo si laurea quindicampione del mondo in linea Elite. Quel giorno conquista lamaglia iridata grazie a un attacco nella penultima discesa del circuito, a 7 km dall'arrivo, che gli permette di scollinare sull'ultima salita con 9" di vantaggio sugli inseguitori; nei chilometri conclusivi amministra il vantaggio, resistendo al ritorno degli inseguitori. Trionfa con 1" di margine suSimon Gerrans e Alejandro Valverde, diventando il primo ciclista polacco della storia a vincere un titolo mondiale su strada[5][6].
Ancora tra le file della Etixx-Quick Step (già Omega Pharma), apre la stagione 2015 allaVolta ao Algarve concludendo secondo nella tappa in salita diMalhão e nella classifica finale della corsa. In marzo vince il prologo dellaParigi-Nizza e grazie ad alcuni piazzamenti top 5 chiude secondo nella generale, nonché miglior giovane. Nelle settimane seguenti è quarto allaDwars door Vlaanderen e secondo nella frazione di apertura dellaVuelta al País Vasco; il 19 aprile conquista quindi, in maglia iridata, l'Amstel Gold Race: la classica olandese lo vede imporsi in volata, al termine dell'ascesa del Cauberg, su Valverde eMichael Matthews[7]. Nelle prove dei mesi seguenti rimane però spesso lontano dai migliori, e anche in luglio si ritira dalTour de France durante la diciassettesima frazione[8]. Non gli riesce infine la difesa del titolo iridato aicampionati del mondo diRichmond: conclude infatti ottavo nella prova in linea vinta in solitaria da Peter Sagan.
2016-2017: l'approdo al Team Sky e la vittoria alla Milano-Sanremo
IlTeam Sky, ancora privo di successi nelle classiche monumento, lo ingaggia per la stagione 2016. Dopo la vittoria all'E3 Harelbeke, garaWorld Tour, i risultati non sono quelli sperati e Kwiatkowski si esibisce in performance spesso deludenti, come alGiro delle Fiandre, in cui cerca di andare in fuga con Peter Sagan (poi vincitore in solitaria) concludendo però solo 27º. Anche alCritérium du Dauphiné la sua condizione è scarsa tanto che si ritira e non viene selezionato per ilTour de France. In agosto partecipa aiGiochi olimpici diRio de Janeiro, senza particolari risultati (chiude quattordicesimo a cronometro). Nello stesso mese viene selezionato per laVuelta a España dove, assieme ai compagni, vince la cronosquadre di apertura; prende poi parte allo sprint conclusivo della seconda tappa e, grazie al quarto posto, conquista la maglia rossa dileader della generale, perdendola comunque già l'indomani dopo aver lavorato per il capitanoChris Froome. Nel corso della settima tappa, a causa di una caduta, è costretto al ritiro.
Apre il 2017 con il secondo posto nella classifica finale dellaVolta ao Algarve. Il 4 marzo si aggiudica la sua secondaStrade Bianche, giungendo in solitaria sul traguardo di Siena; due settimane dopo vince quindi laMilano-Sanremo, sua prima "classica monumento", battendo in volata Peter Sagan eJulian Alaphilippe. È poi, nell'arco di otto giorni, secondo all'Amstel Gold Race, superato in volata ristretta daPhilippe Gilbert, settimo allaFreccia Vallone e terzo allaLiegi-Bastogne-Liegi, confermando il proprio valore nelle gare di un giorno. Dopo aver fatto suo il titolo nazionale a cronometro, al successivoTour de France contribuisce come gregario al successo finale del compagno Chris Froome[9]; in quellaGrande Boucle ottiene anche il secondo posto nella cronometro diMarsiglia. Pochi giorni dopo la fine della corsa francese riesce quindi a prevalere in volata ristretta allaClásica San Sebastián.
A inizio 2018 si impone in due tappe e nella classifica finale dellaVolta ao Algarve[10] Vince quindi la classifica finale dellaTirreno-Adriatico[11][3], dimostrando una ottima condizione, ma alla successivaMilano-San Remo si piazza solo undicesimo. Nelle classiche seguenti non ottiene piazzamenti di rilievo. Dopo un periodo lontano dalle competizioni rientra in gara alCritérium du Dauphiné vincendo il prologo, la cronometro a squadre e vestendo, complessivamente, per tre giorni la maglia dicapoclassifica. Si impone quindi nel campionato nazionale in linea e partecipa alTour de France in veste di gregario di Chris Froome eGeraint Thomas, aiutando quest'ultimo a conquistare la vittoria.
Dopo la corsa francese prende il via delTour de Pologne nel quale si impone in volata nella quarta frazione, con arrivo su uno strappo impegnativo, andando così a vestire anche la maglia di capoclassifica che poi indosserà fino all'ultimo giorno, vincendo anche la tappa del giorno successivo.[12] Disputa quindi laVuelta a España con maggior libertà rispetto al Tour de France. Dopo essere arrivato secondo nella cronometro di apertura, alle spalle diRohan Dennis, si classifica secondo anche al termine della seconda tappa, con arrivo sullo strappo diCaminito del Rey, alle spalle di Alejandro Valverde. Questo piazzamento gli permette di salire al comando della classifica generale.[13] Conserva il primato fino al termine della quarta tappa, con arrivo in salita salvo poi perderlo il giorno successivo grazie ad una fuga-bidone diRudy Molard, uno dei fuggitivi di giornata.[14] La sua lotta per la classifica generale viene compromessa da una brutta caduta nel corso della quindicesima frazione a causa della quale perde oltre venti minuti dagli altri concorrenti. Tuttavia riesce a proseguire la corsa.[15] Cerca ripetutamente la vittoria di tappa, inserendosi nelle fughe di giornata, senza riuscirci; conclude la corsa spagnola al quarantatreesimo posto della classifica.