Sum 41 выпустили альбом «All Killer No Filler» 8 мая 2001 года. Первым синглом с этого диска была композиция «Fat Lip», которая стала крупным хитом лета и достигла первых строчек в хит-парадах США и других стран. Компания Nokia даже объявила, что «Fat Lip» — самая используемая мелодия для мобильного телефона. В начале клипа «Fat Lip» группа поёт часть песни «What We’re All About» без музыкального сопровождения. Этот сингл также входил в трэк-лист игры NHL 2002 компании EA Sports вместе с «Makes No Difference». Популярность группы значительно возросла из-за выступлений на Warped Tour в этом году. Позже были выпущены 2 других сингла: «In Too Deep» (в комедийном клипе на эту песню группа участвовала в прыжках в воду с трамплина) и «Motivation» (в клипе группа пела песню в мансарде). Далее вышел клип на песню «Handle This» (в нём было показано видео из повседневной жизни группы и запись с концертов). Больше года Sum 41 провели в туре, отыграв за 2001 год 300 концертов, включая концерты на разогреве у Blink-182. Последняя неделя тура была отменена музыкантами в связи с событиями 11 сентября. Песни «Fat Lip» и «In Too Deep» вошли в саундтрек к фильму Американский пирог 2.