Petrosjan war bei der vorangegangenen Schachweltmeisterschaft 1963 im Match gegen Michail Botwinnik Weltmeister geworden. Spasski hatte schon 1956 am Kandidatenturnier in Amsterdam teilgenommen und einen geteilten 3.–7. Platz erreicht. In den darauf folgenden Zyklen für die WM 1960 und 1963 verpasste er jeweils um einen Punkt die Qualifikation für das Interzonenturnier. Für die WM 1966 gelang es ihm endlich wieder, sich in die Runde der WM-Kandidaten einzureihen.
Im Jahre 1962 hatte die FIDE die Regeln für die Weltmeisterschaft reformiert: Bis dahin war der Herausforderer des Weltmeisters in einem Kandidatenturnier ermittelt worden.
Nach dem Kandidatenturnier in Curaçao 1962 hatte Bobby Fischer den Vorwurf erhoben, die sowjetischen Spieler hätten untereinander abgesprochene Remispartien gespielt, um ihre Kräfte dadurch für den Kampf gegen ihn zu schonen. Um derartige Manipulationen unmöglich zu machen, wurde der Modus geändert: Die WM-Kandidaten ermittelten den Herausforderer nunmehr durch Matchkämpfe im K.-o.-System.
Von den acht Kandidaten wurden sechs im Interzonenturnier von Amsterdam ermittelt. Eine Sonderregelung bestimmte, dass kein Schachverband mehr als drei dieser Kandidaten stellen durfte. Die ersten vier Plätze gingen an Wassili Smyslow, Bent Larsen, Boris Spasski und Michail Tal. Da Smyslow, Spassky und Tal aus dem sowjetischen Schachverband kamen, gingen Leonid Stein und David Bronstein, die Platz 5 und 6 erreichten, leer aus; für sie rückten der Jugoslawe Borislav Ivkov und der Ungar Lajos Portisch nach. Die übrigen beiden Kandidatenplätze gingen an Paul Keres und Efim Geller, die im Kandidatenturnier 1962 die Plätze 2 und 3 belegt hatten. Ex-Weltmeister Michail Botwinnik hatte auf seinen Platz verzichtet.
Das Match begann am 9. April. Nach sechs Remisen gab es den ersten Sieg für den Titelverteidiger, nach zwei weiteren Unentschieden wiederum. In Runde 13 gelang Spasski der erste Sieg im Match – seine erste Gewinnpartie gegen Petrosjan überhaupt. In Runde 19 konnte er Gleichstand erzwingen. Dann aber zog Petrosjan davon und hatte beim Stand von 12:10 seinen Titel behauptet. Da noch keiner die 12½-Punkte-Marke erreicht hatte, wurde weitergespielt. Spasski gelang noch ein Sieg, und am 9. Juni setzte ein Remis den Schlusspunkt. Es war das erste Mal seit dem WM-Kampf Aljechin-Bogoljubow (1934), dass ein amtierender Schachweltmeister seinen Herausforderer besiegte. Dies sollte erst wieder Anatoli Karpow bei der WM 1978 gelingen.