Östersundin MM-kilpailuissa 2008 Neuner voitti yhteislähtökilpailun mestaruuden neljästä sakkokierroksesta huolimatta; ero hopeamitalisti Tora Bergeriin oli kolme sekuntia. Sekaviestissä Neuner hiihti toisen osuuden Saksan kultajoukkueessa, naisten viestissä puolestaan kolmannen osuuden Saksan voittaessa niin ikään mestaruuden. Lisäksi hän oli kuudes takaa-ajokilpailussa. Pyeongchangin MM-kilpailuissa 2009 hän hiihti toisen osuuden Saksan viestijoukkueessa, joka saavutti hopeaa. Lisäksi hän oli yhteislähdössä seitsemäs, sprintissä kahdeksas ja takaa-ajossa yhdestoista. Vancouverin talviolympialaisissa 2010 Neuner voitti kultaa takaa-ajossa sekä yhteislähdössä ja oli hopealla sprintissä. Normaalimatkalla hän oli kymmenes. Saman vuoden sekaviestin MM-kilpailuissa Hanty-Mansijskissa hän hiihti toisen osuuden Saksan kultajoukkueessa. Hanty-Mansijskin MM-kilpailuissa 2011 hän voitti kultaa sprintissä, yhteislähdössä ja viestissä, sai hopeaa takaa-ajossa ja sekaviestissä sekä oli viides normaalimatkalla. Ruhpoldingin MM-kisoissa 2012 hän voitti sprintin ja viestin maailmanmestaruuden, sai takaa-ajossa hopeaa ja oli yhteislähdössä kymmenes.