La selección española de atletismo acudió a los Campeonatos del Mundo de Atletismo de 2001, celebrados en Edmonton entre el 3 y el 12 de agosto de 2001, con un total de 50 atletas (31 hombres 19 mujeres).
Se lograron un total de 3 medallas: 2 de plata obtenidas por el marchador Jesús Ángel García Bragado[1] y por Marta Domínguez[2] en los 5000 metros lisos; y 1 de bronce de la mano de Niurka Montalvo[3] en el Salto de longitud.
Por el número de medallas obtenidas, España ocupó el 24.º puesto en el medallero.
Además se obtuvieron otros 14 puestos de finalista gracias a las actuaciones de Reyes Estévez y José Antonio Redolat, 5.º y 6.º en los 1500 metros lisos; de Alberto García Fernández, 4.º en los 5000 metros lisos; de Fabián Roncero y José Ríos, 5.º y 6.º en los 10000 metros lisos; de Luis Miguel Martín Berlanas y Antonio David Jiménez Pentinel, 4.º y 6.º en los 3000 metros obstáculos; de Manuel Martínez Gutiérrez, 4.º en Lanzamiento de peso; de David Márquez, 5.º en los 20 kilómetros marcha; de Valentí Massana, 6.º en los 50 kilómetros marcha; del equipo masculino de relevos 4 x 400 metros lisos, 6.º en la final; de Mayte Martínez, 7.ª en los 800 metros lisos; de Natalia Rodríguez Martínez, 6.ª en los 1500 metros lisos; y de María Vasco, 5.ª en los 20 kilómetros marcha.
El detalle de la actuación española en la segunda edición de los campeonatos del mundo de atletismo se recoge en la siguiente tabla: