世衛組織在2021年2月中旬公佈，全球新增新冠確診病例連續數周呈現下降趨勢，世衛組織六個區域中有五個報告新病例數在一周內下降了兩位數，其中歐洲和美洲的絕對病例數降幅最大，並表示這很可能是得益於公共衞生和社會措施的強有力結合。與此同時，全球新增死亡病例也呈現下降趨勢。

世衛組織專家團2021年1月底、2月初在武漢進行了實地調查，之後評估了四種假設的可能性，但未能澄清新冠病毒究竟如何傳染到人。世衛組織總幹事譚德塞表示，赴華專家小組成員們在某些專業問題上有不同看法。此外，該專家團也再次表達希望中國提供更多第一批病例原始數據的願望。

截至2021年1月27日，全球新冠感染病例超過一億，病亡人數超過210萬。據路透統計，目前約1.3%的全球人口感染了新冠病毒；自年初以來，平均每7.7秒就有一人感染。同時專家們認為，疫情傳播模式顯示和新冠病毒的鬥爭還遠沒有結束。

從2020年底開始，英國和南非的新冠病毒變種受到全球關注。英國首相約翰遜表示，在該國發現的變種病毒可能比普通新冠病毒更加危險，傳染性更強，致死率可能也更高。南非方面也表示，初步證據顯示南非變種病毒株傳播更快，或引發更高死亡率。此外，在巴西等地也發現了變種病毒。這些變種病毒目前已經在世界多地傳播。

11月中旬，德國醫藥公司BioNTech和美國輝瑞（Pfizer)研發的疫苗以及美國莫德納公司研發的疫苗都宣佈有95%的保護率。英國牛津大學和阿斯利康研發的疫苗保護率為70%，且易於存儲和運輸。

除南非、摩洛哥和埃及等，新冠疫情在非洲並未出現第二輪大爆發。大多數公共衞生專家認為，非洲國家採取行動較早，人口整體年輕，免疫力較強是疫情相對控制得力的重要因素。非洲人口平均年齡為19歲。專家估計，因長期以來和各種傳染病作鬥爭，大部分非洲人口可能具有交叉免疫力。

9月中期，尤其是10月以來，歐洲各國的感染和死亡病例數驟然上升。一些躲過上一次高峰的國家，如波蘭和捷克，此次也未能倖免。德、法、英等國疫情也出現反撲。英國從10月中旬實行分級封鎖，英國則從10月中旬實行分級封鎖，德國從11月2日在全國範圍實行部分封鎖隔離。

10月2日，一直淡化疫情嚴重性，幾乎從不戴口罩的美國總統川普宣布自己和第一夫人都確診感染新冠。他在住院治療三日後出院。7月初，一直反對隔離措施的巴西總統博索納羅也確認感染新冠。英國首相約翰遜早在3月就確診感染新冠，甚至一度進入重症病房，處於生死邊緣。

世界衞生組織9月底的統計數據顯示，全球新冠死亡病例累計已超100萬例，確診病例累計近3325萬例。世衛官員警告說，在安全有效的新冠疫苗正式面世前，全球死亡病例破200萬也不是不可能。

國際貨幣基金組織估計，新冠大流行讓全球經濟每月損失3750億美元，並預測兩年期間全球經濟累計損失將超過12兆美元。隨著歐洲疫情夏季出現好轉，反對限制措施的聲音也在高漲。8月底，3萬多人在柏林參加了反新冠措施的示威，之後有數百人試圖衝擊德國議會大樓，遭到警方驅散。

7月，美洲仍是疫情的中心，病例數站全球病例總數的50%以上。歐洲的疫情則得到有效控制，克服了第一個高峰，並逐步放鬆防疫控制措施。歐盟7月取消了韓國、紐西蘭等十幾個國家公民入境限制，但仍嚴格限制疫情嚴重的美國、俄羅斯和巴西等國公民入境。

新冠肺炎的全球感染數字在6月28日突破1000萬例，截至6月29日全球已有超過50萬人死於新冠肺炎，而美國則是受影響最嚴重國家，截至6月底死亡人數逾12.5萬人。

美國1月底確診首例新冠病毒患者，疫情此後在全國各地蔓延，3月底時累計確診人數超越中國和義大利通報的數字。6月下旬，美國多州的新確診人數再次呈現直線上升，而出現這一現象的部分原因在於許多聯邦州已宣佈解除活動禁令、恢復正常生活。在非裔美國人因警察暴力喪生後，各地爆發的大規模反種族主義抗議活動也導致新冠病毒感染者數量上升。

5月底，拉美國家成為新冠疫情的另一個重災區，確診案例不斷增加。巴西、墨西哥、秘魯、厄瓜多爾、智利的死亡人數持續上升。而大部分拉丁美洲的新增案例都來自巴西。截至6月底，巴西的新冠病毒死亡總數超過5.7萬人，僅次於美國。

6月11日、12日兩天內，北京出現了7起新增病例以及數十名無症狀感染者。政府部門如臨大敵，迅速封閉了6座大型菜市場，實行嚴格管理。疾控人員在其中一座市場切割三文魚的案板中檢測到新冠病毒後，全北京多家連鎖超市紛紛暫時將三文魚下架。此前，北京市已經超過50天沒有出現本地傳播病例，僅有零散的境外輸入病例。

歐美國家、俄羅斯、紐西蘭等國從6月開始逐步解封。歐洲國家開放邊境，企業也重新復工，亞洲和非洲多國慢慢回復正常生活。歐盟考慮在7月初對歐盟外的旅客重新開放邊境。巴西、墨西哥、南非、印度和巴基斯坦等國則在持續出現新增病例的情況下準備重新開放公共場所，恢復商店營業。

歐美國家一度對佩戴口罩的防護作用存疑，並擔心會加劇醫護人員的口罩緊缺現象，因此，不建議一般民眾戴口罩。但在4月初，歐美國家紛紛轉變態度，開始強調，即便是簡易的棉布口罩，也能防止無症狀感染者的飛沫擴散給他人。捷克、奧地利、德國、英國等國家陸續出台規定，要求民眾在公共場合戴口罩。世界衞生組織也在6月更新建議，強力建議戴口罩。

3月底，國際奧委會正式宣佈，2020年東京奧運會將推遲一年，最遲在2021年夏季舉行。東京奧運會原定於2020年7月24日至8月9日舉行。然而在新冠疫情全球爆發後，日本面對的國際壓力越來越大，包括加拿大、澳洲等多国都表示不會在今年派運動員參賽。在與國際奧委會主席溝通後，日本首相安倍晉三3月24日宣佈推遲東京奧運會。

鑑於新冠病毒已在全球115國擴散，世界衞生組織於3月11日正式將新冠肺炎疫情定性為「全球性大流行」。與此同時，由於疫情大規模爆發，全球許多國家3月宣佈進入緊急狀態或實行封鎖限制，甚至關閉邊境以避免疫情進一步擴散。受到防疫措施影響，各國的經濟受到重創。國際貨幣基金組織4月預測，新冠疫情將引發帶蕭條以來最嚴重的經濟衰退。

2月20日前後，義大利北部疫情突然爆發。2月25日，德國西部海因斯貝格縣的一位居民被確診感染。他與妻子在確診前曾頻繁參與社交活動和狂歡節集會，當地隨後出現大量感染者。此後德國各地陸續傳出了義大利度假歸來者被確診感染的消息，短短一周內德國的病例總數就新增數百人，至3月9日，德國感染人數破千。義大利疫情在3月失控，確診案例和死亡人數攀升，成為中國以外疫情最嚴重國家。該國隨即宣佈全國進入封鎖，禁止公開活動即體育賽事，關閉學校及多數商店。

1月24日，法國衞生當局確認法國境內發生3例新型冠狀病毒感染病例，標誌著該病毒首現歐洲。數小時後，奧地利報告，一人感染該病毒。1月27日晚間，德國巴伐利亞州確診一名男子感染了新型冠狀病毒。這名男子是汽車零件制造商Webasto員工，一周前與該公司來自中國的一名女同事有過接觸。該女子在返回中國後被確診。這條傳染鏈總共傳染了14人。一名英國商人在新加坡參加會議後感染新冠肺炎，隨後在渡假時又傳染給其它渡假者。

新冠疫情迅速從中國蔓延至亞洲多個國家，印度、印尼、日本、新加坡和韓國陸續出現大量確診病例。中韓疫情在2月逐漸達到峰值，而歐洲國家的疫情才剛剛開始爆發。

1月23日，中國對武漢實行「封城」，暫停公共交通，以試圖遏制該病毒傳播。多國政府陸續派機撤僑。1月30日，世界衞生組織宣佈將新冠疫情定為"國際關注的突發公共衞生事件"（ PHEIC）。武漢封城持續了76天，直至4月8日才解封。根據湖北省的官方統計數字，當地確診病例為6.8萬人，而港大則在國際醫學期刊《刺針》發表研究報告推算，湖北在疫情期間可能有220萬人曾經感染新冠病毒。

1月中旬，專家們致力於確認該病毒是否會「人傳人」。冠狀病毒具「人畜共通性」，意指可以從動物跳傳至人類。某些冠狀病毒可經由咳嗽或噴嚏傳染。世界各地機場開始對來來自中國的旅客做檢查。1月20日，官方確認，該病毒可在人和人之間直接傳染。

專家起初排除了SARS病毒的可能性。2002年，引發致命呼吸性疾病的SARS病毒在中國肆虐，並傳播境外，導致全球範圍近800人喪生。2020年1月7日，中國科學家宣佈，已確認這是一種新型冠狀病毒，類似SARS，屬於冠狀病毒家族，並暫時將它取名為2019-nCoV（2019-新型冠狀病毒），患者症候包括發燒、咳嗽、呼吸困難、肺炎。1月13日，世界衞生組織(WHO)正式將武漢肺炎命名為「2019新型冠狀病毒」(2019-nCoV)。

2019年12月底，微博上流傳著一張武漢市衞生健康委員會的公告，內容首次提到「不明原因肺炎」。 另有一張文件照片顯示，該不明肺炎的檢測結果接近2003年爆發的SARS(非典型肺炎)。 這兩張照片引發廣大民眾討論，眾人皆擔憂SARS疫情重演。2019年12月31日，中國向世界衞生組織報告，該國1100萬人口的武漢市發生多起呼吸性感染病例，病毒來源不明。世界各地疾病專家們迅即啟動了對該病毒真面目的探尋。