Un marin complet, il est également l'homme des records. En décembre 2016, il a établi un nouveau record autour du monde en solitaire, sans escale en multicoque en 49 jours 3 heures 4 minutes et 28 secondes sur son trimaran Sodebo cela après quatre échecs. Parti de Brest le 6 novembre, il a passé la ligne d'arrivée virtuelle avec huit jours d'avance par rapport au précédent record établi en 2008 par Francis Joyon (57 jours, 13 heures, 34 minutes et 6 secondes). Il a réussi son pari fou à sa cinquième tentative, après 2 tours du monde sans record (59 jours, 20 heures, 47 minutes et 43 secondes en 2009 et 61 jours, 5 minutes et 5 secondes en 2011) et 2 abandons (en 2008 et en 2014). Lors de cette tentative, il avait établi un nouveau record de la traversée du Pacifique (entre Ouessant et le Cap Horn) en 31 j 11h et 30 minutes (ce record a été battu en décembre 2017 par François Gabart avec 29 j 3 h et 15 minutes). Il est le troisième marin, après la britannique Ellen MacArthur (71 j 14h 18'33" en 2005) et Francis Joyon (72 j 22h 54'22" en 2004 puis 57j 13h 34'6" en 2008), à réussir de battre ce record en solitaire et en multicoque. Le 17 décembre 2017, ce record fut à son tour battu par François Gabart en 42 jours 16 heures 40 minutes et 35 secondes soit 6 jours et 10 heures de mieux que Coville.

Le 15 juillet 2017, il a établi un nouveau record de la traversée de l'Atlantique Nord en solitaire avec un temps de 4 j 11 h 10 mn pour devenir le premier marin sous les 5 jours ! Vainqueur de l'Admiral's Cup en 1993 (en tant qu'équipier). Vainqueur de la Volvo Ocean Race en 2012 en tant que barreur de l'équipage de Franck Cammas . Détenteur du trophée Jules Verne en 1997 (équipier de Kersauson) et en 2010 (équipier de Cammas sur Groupama 3), du record de la traversée de la Méditerranée et depuis juillet 2006 du record de la traversée de la Manche en solitaire (7 h 55mn 47s) et du Tour des îles Britanniques (6 jours 6h40mn en 2006). Vainqueur de la Route de l'or en 1998 avec Yves Parlier , de la Route de Rhum en 1998 classe monocoque 60 pieds (3eme en multicoque en 2006, 2010 et 2022) et de la transat Le Havre-Carthagène en 1999 (avec Hervé Jan), le tout en monocoque. Vainqueur de la Transat Jacques Vabre avec Jean-Luc Nélias en 2017 en multicoques (2eme en 2015 ; 4eme en Ultim en 2023). 2eme de la Transat Anglaise en 2004. En janvier 2008 lors de sa tentative infructueuse du record du tour du monde en solo et sans escale (abandon après 20 jours de course pour cause d'avarie), il bat néanmoins avec son maxi trimaran Sodebo le record des 24 heures en solitaire, avec 619,3 milles (1 115 km) soit une moyenne de 25,8 noeuds. En juillet 2008,  il bat le record de la traversée de l'Atlantique Nord en solitaire (entre New York et le Cap Lizard), en 5 jours 19 heures 30 minutes et 40 secondes, un record qui fut à son tour battu en juin 2013 par Francis Joyon . En septembre 2012, il a rallié Marseille à Carthage en solitaire en 25h36mn36s (17,6 nds de moyenne) toujours sur son trimaran Sodeb'o. Ce record a été amélioré de plus de 6 heures en octobre 2013 par Armel Le Cléac'h. 2eme de la Transat Anglaise en 2016 à 9 heures du vainqueur François Gabart. Le 8 juin 2016, il a franchi la barre symbolique des 700 milles parcourus en solitaire en 24 heures, établissant un nouveau record de distance à la voile. Il a parcouru 714 milles (1.322 km) à la moyenne de 29,75 noeuds (55,5 km/h) à bord de son maxi-trimaran Sodebo entre New York et La Trinité-sur-Mer (Morbihan). L'ancien record appartenait à Armel Le Cléac'h depuis le 26 janvier 2014 avec 682 milles. Le 12 novembre 2016, il a établi un nouveau temps de référence entre l'île d'Ouessant et l'équateur en franchissant l'équateur en 5 j 17 h et 15 min pour parcourir la distance entre l'île d'Ouessant et l'équateur. Le précédent record avait été établi en 2008 par Francis Joyon en 6 j 16 h et 24. Faisant partie des favoris de la 10eme édition de la Route de Rhum en 2015 (sa 5eme participation), il a du abandonner, heurté par un cargo lors de la 2eme journée de la course. En 2024, il termina 2eme de la première édition de l'Arkéa Ultim Challenge Brest, le tour du monde en solitaire réservé aux géants de la classe Ultim.

Il a été élu 'Marin français de l'année' en 2017.

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