Mit einem 13. und einem 10. Platz im Einzelrennen und im Sprint erfüllte sie bereits in den ersten beiden Rennen des &lt;a href="Biathlon-Weltcup%202017/18"&gt;Winters 2017/18&lt;/a&gt; die vom DSV geforderten Ergebnisse für eine Nominierung für die Olympischen Winterspiele. Es folgten mehrere Top-10-Ergebnisse, beim Sprint in Oberhof verpasste sie als Viertplatzierte eine erneute Podiumsplatzierung nur knapp. Bei den Staffelrennen in Hochfilzen und in Ruhpolding war sie Teil der siegreichen deutschen Mannschaft. Bei den Winterspielen in Pyeongchang wurde sie im Sprint und in der Verfolgung jeweils Zwölfte, im Verfolgungsrennen brachte sie sich mit zwei Strafrunden nach dem ersten Schießen um eine Medaillenchance. Im Einzelwettkampf erreichte sie mit nur einem Schießfehler als Neunte ihre erste Top-10-Platzierung bei olympischen Winterspielen. Obwohl sie sich für den Massenstart qualifiziert hätte, wurde Franziska Preuß an ihrer Stelle ins Rennen geschickt, da Hildebrand für einen Staffeleinsatz eingeplant war und dadurch eine längere Erholungspause erhielt. Im Staffelrennen ging sie gemeinsam mit Franziska Preuß, Denise Herrmann und Laura Dahlmeier ins Rennen, ebenso wie Preuß und Herrmann musste Hildebrand eine Strafrunde laufen, die Staffel belegte am Ende den achten Platz. Kurz nach dem Ende der Olympischen Winterspiele kritisierte sie insbesondere den Bundestrainer der Damen im Biathlon, Gerald Hönig, für die Aufstellung der Damenstaffel. Beim ersten Weltcuprennen nach den Olympischen Spielen, dem Sprint in Kontiolahti, erreichte sie mit einer halben Sekunde Rückstand den zweiten Platz. Dies war ihre einzige Einzel-Podiumsplatzierung des Winters, den sie wie im Vorjahr auf Rang neun beendete.