1956, 8 октября – 2 ноября. Москва. Мемориал А. А. Алехина. Ботвинник провел состязание успешно (+8, – 1, =6), разделив 1-2-е места с В. Смысловым.
1957, 5 марта – 27 апреля. Москва. Третий матч Ботвинника на первенство мира и второй со Смысловым, вновь победившим на турнире претендентов. На этот раз соперник продемонстрировал не только высочайшее мастерство, но и большую волю к победе. Своей же игрой Ботвинник был недоволен. По его собственному признанию, он «показал неподготовленность. Не было продемонстрировано мною ни четких дебютных систем, ни подлинного искусства в анализе неоконченных партий, ни спортивной настойчивости». В итоге, потерпев поражение со счетом 9,5:12,5, уступил звание чемпиона мира и начал готовиться к реваншу.
1958, 4 марта – 8 мая. Как и Алехин два десятилетия назад, Ботвинник сумел победить в матче-реванше. «Поражение Смыслова имело психологическую подоплеку – он недооценил своего опытного партнера» (Ботвинник).
1958, 1–23 октября. Мюнхен. 13-я Всемирная олимпиада. Вновь выступая на 1-й доске, показал высокий результат: +7, – 1, =4. «Играли в старинном зале, очень красивом, но темном. Из-за близорукости я не играл, а мучился, – вспоминал Ботвинник. – Когда я проиграл австрийцу Дюкштейну, то потребовал настольную лампу». В финале Ботвинник играл отлично.
1959. Очередной конгресс ФИДЕ отменил право чемпиона мира на матч-реванш начиная с 1963 года.
1960. В издательстве «Госэнергоиздат» вышла книга Ботвинника «Асинхронизированная синхронная машина» (через 4 года переиздана в Осксфорде), посвященная его научным изысканиям в области электротехники. В том же году в издательстве «Искусство» издан труд Ботвинника «Матч-реванш Смыслов – Ботвинник на первенство мира. Москва, 1958». Это сборник прокомментированных им партий. В конце книги помещено его эссе «Искусство ли шахматы?».
Ботвинник избран председателем общества «СССР – Нидерланды».
1960. 15 марта – 7 мая. Москва. Борьбу за титул сильнейшего шахматиста мира вели два Михаила – 48-летний Ботвинник и 23-летний Таль. Шахматный мир дружно «болел» за молодого претендента, восхищаясь его комбинационным гением. Ботвинник-шахматист проиграл матч (+2, – 6, =13), но Ботвинник-исследователь сумел заметить при этом «творческие изъяны» игры талантливого рижанина и решил использовать их в последнем разрешенном ему ФИДЕ реванше.