Il 37enne ha ceduto un set in ciascuno dei suoi primi due incontri a Melbourne, ma si è presentato determinato nella sfida contro la temibile testa di serie ceca Tomas Machac.
Dissolvendo ogni dubbio sulla sua capacità di conquistare il 25° Slam, il serbo ha dominato il 24enne alla Rod Laver Arena, trionfando con un punteggio di 6-1, 6-4, 6-4 dopo due ore e 22 minuti.
La vittoria lo ha proiettato negli ottavi di finale di un Grande Slam per la 66ª volta, a sole tre dal leader di tutti i tempi Roger Federer e ben lontano dal terzo posto di Rafael Nadal (54).
Un altro ceco, Jiri Lehecka, lo attende dopo aver battuto il francese Benjamin Bonzi in tre set.
Se Djokovic dovesse superare questo incontro, Carlos Alcaraz si profila come il suo probabile avversario nei quarti di finale.
"Penso di aver giocato molto bene, onestamente. Sono molto soddisfatto del mio gioco", ha dichiarato la settima testa di serie.
"Sono rimasto un po' sorpreso dal risultato, ad essere sincero, di averlo battuto in un set diretto. Era in vantaggio di un break nel secondo, ho faticato fisicamente ma sono riuscito in qualche modo a ribaltare la situazione".
"C'è sempre qualcosa da migliorare, su cui lavorare, ma questa è sicuramente la migliore partita che ho giocato nel torneo".
Con il nuovo allenatore Andy Murray di nuovo a bordo campo ad incoraggiarlo, Djokovic ha iniziato al meglio il match.
Ha tenuto il servizio fino a quando non ha fiutato un'apertura nel quarto game, andando a rete per guadagnare due palle break e convertendo la seconda per portarsi in vantaggio per 3-1.
Questo ha caricato alla grande il veterano, che ha mantenuto la pressione per aggiudicarsi i tre giochi successivi e il set.
Dopo aver subito il break sulla prima battuta nel secondo set, Djokovic si è rapidamente ripreso, ma ha avuto bisogno di cure mediche in campo mentre conduceva per 2-1.
Il serbo ha usato un inalatore prima di riprendere il gioco, quando ha conquistato un nuovo break per il 3-2. Dopodiché, ha mantenuto la concentrazione e si è portato in vantaggio di due set, alzando il pugno al cielo ed esultando a gran voce.
"Stavo cercando di riprendere fiato", ha spiegato. "Non ho più 19 anni".
Ha lasciato il campo tra un set e l'altro e, quando è tornato, un doppio fallo di Machac lo ha portato in vantaggio per 2-0 e, infine, a una vittoria convincente.
Battuto in semifinale a Melbourne nel 2024 dal campione in carica Jannik Sinner, Djokovic non è riuscito a conquistare un Major lo scorso anno per la prima volta dal 2017.