Neuner je najuspešnejša biatlonistka v zgodovini svetovnega prvenstva v biatlonu. Osvojila je sedemnajst medalj, dvanajst zlatih, štiri srebrne in eno bronasto. Na svetovnem prvenstvu leta 2007 v Antholzu v Italiji je Neuner osvojila tri naslove (sprint, zasledovanje in štafeta). Leto pozneje na svetovnem prvenstvu 2008 v Östersundu, Švedska, je ponovno osvojila tri zlate medalje, zmagala je v masovnem startu, štafeti in mešanih štafetah. Neuner ni osvojil naslova na svetovnem prvenstvu leta 2009
v Pyeongchangu v Južni Koreji; njen najboljši rezultat je bila srebrna medalja v štafeti. Leta 2010 je osvojila drugo zlato medaljo v mešani štafeti v Khanty-Mansijsku v Rusiji. Na svetovnem prvenstvu leta 2011 je osvojila še tri naslove (sprint, masovni start, štafeta) in dve srebrni medalji (sleditev in mešana štafeta). Na svojem zadnjem prvenstvu leta 2012 je Neuner osvojila svoje svetovne naslove enajst (sprint) in dvanajst (štafeta), kot tudi četrto srebrno (pogon) in prvo bronasto medaljo (mešana štafeta).