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Triple champion du monde du décathlon (1997, 1999, 2001), il est également l'ancien détenteur du record du monde avec 8 994 points réalisés à Prague en 1999. Ce score est encore aujourd'hui la troisième meilleure performance mondiale de tout temps. Il échoue à 6 points seulement de la barre des 9 000 points, barre qui sera ensuite franchie par son compatriote Roman Šebrle en 2001 lors de l'établissement du nouveau record du monde. Dvořák demeure néanmoins le seul athlète à obtenir un score supérieur à 8 900 points à trois reprises.
En 2006 il participe à la première saison de StarDance, la version tchèque de Danse avec les stars. Il termine à la 3e place.
Dvořák annonce sa retraite sportive en , après son échec dans la poursuite de son objectif de qualification pour les Jeux olympiques 2008 de Pékin.