Michał Kwiatkowski con la maglia iridata, sul gradino più alto del podio, festeggia la vittoria ai mondiali 2014.
Nei primi mesi del 2014, sempre in maglia Omega Pharma-Quickstep, Kwiatkowski vince il Trofeo Serra de Tramuntana, due tappe e la classifica finale della Volta ao Algarve e la semiclassica italiana Strade Bianche, nella quale precede Peter Sagan e Alejandro Valverde. In aprile si piazza secondo alla Vuelta 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 nella Freccia Vallone che nella Liegi-Bastogne-Liegi; nello stesso mese si aggiudica anche il prologo di apertura del Tour de Romandie. Dopo aver vinto il titolo nazionale Elite a cronometro, al Tour 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 al Tour of Britain, facendo sua la tappa con arrivo a Bristol e la classifica a punti. Il 21 settembre seguente conquista la medaglia di bronzo nella cronometro a squadre ai campionati del mondo di Ponferrada con la sua Omega Pharma-Quickstep. Sette giorni dopo si laurea quindi campione del mondo in linea Elite. Quel giorno conquista la maglia 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 su Simon 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 alla Volta ao Algarve concludendo secondo nella tappa in salita di Malhão e nella classifica finale della corsa. In marzo vince il prologo della Parigi-Nizza e grazie ad alcuni piazzamenti top 5 chiude secondo nella generale, nonché miglior giovane. Nelle settimane seguenti è quarto alla Dwars door Vlaanderen e secondo nella frazione di apertura della Vuelta 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 e Michael Matthews[7]. Nelle prove dei mesi seguenti rimane però spesso lontano dai migliori, e anche in luglio si ritira dal Tour de France durante la diciassettesima frazione[8]. Non gli riesce infine la difesa del titolo iridato ai campionati del mondo di Richmond: conclude infatti ottavo nella prova in linea vinta in solitaria da Peter Sagan.
Il Team Sky, ancora privo di successi nelle classiche monumento, lo ingaggia per la stagione 2016. Dopo la vittoria all'E3 Harelbeke, gara World Tour, i risultati non sono quelli sperati e Kwiatkowski si esibisce in performance spesso deludenti, come al Giro delle Fiandre, in cui cerca di andare in fuga con Peter Sagan (poi vincitore in solitaria) concludendo però solo 27º. Anche al Critérium du Dauphiné la sua condizione è scarsa tanto che si ritira e non viene selezionato per il Tour de France. In agosto partecipa ai Giochi olimpici di Rio de Janeiro, senza particolari risultati (chiude quattordicesimo a cronometro). Nello stesso mese viene selezionato per la Vuelta 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 di leader della generale, perdendola comunque già l'indomani dopo aver lavorato per il capitano Chris 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 della Volta ao Algarve. Il 4 marzo si aggiudica la sua seconda Strade Bianche, giungendo in solitaria sul traguardo di Siena; due settimane dopo vince quindi la Milano-Sanremo, sua prima "classica monumento", battendo in volata Peter Sagan e Julian Alaphilippe. È poi, nell'arco di otto giorni, secondo all'Amstel Gold Race, superato in volata ristretta da Philippe Gilbert, settimo alla Freccia Vallone e terzo alla Liegi-Bastogne-Liegi, confermando il proprio valore nelle gare di un giorno. Dopo aver fatto suo il titolo nazionale a cronometro, al successivo Tour de France contribuisce come gregario al successo finale del compagno Chris Froome[9]; in quella Grande Boucle ottiene anche il secondo posto nella cronometro di Marsiglia. Pochi giorni dopo la fine della corsa francese riesce quindi a prevalere in volata ristretta alla Clásica San Sebastián.
A inizio 2018 si impone in due tappe e nella classifica finale della Volta ao Algarve[10] Vince quindi la classifica finale della Tirreno-Adriatico[11][3], dimostrando una ottima condizione, ma alla successiva Milano-San Remo si piazza solo undicesimo. Nelle classiche seguenti non ottiene piazzamenti di rilievo. Dopo un periodo lontano dalle competizioni rientra in gara al Critérium du Dauphiné vincendo il prologo, la cronometro a squadre e vestendo, complessivamente, per tre giorni la maglia di capoclassifica. Si impone quindi nel campionato nazionale in linea e partecipa al Tour de France in veste di gregario di Chris Froome e Geraint Thomas, aiutando quest'ultimo a conquistare la vittoria.
Dopo la corsa francese prende il via del Tour 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 la Vuelta a España con maggior libertà rispetto al Tour de France. Dopo essere arrivato secondo nella cronometro di apertura, alle spalle di Rohan Dennis, si classifica secondo anche al termine della seconda tappa, con arrivo sullo strappo di Caminito 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 di Rudy 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.
È sposato dal 2019 con una donna di nome Agata, e nel 2023 diventa padre di una bambina.