W 1987 r. zadebiutowała na mistrzostwach świata startując w mistrzostwach w Oberstdorfie zdobywając złoty medal w sztafecie. Na mistrzostwach świata w Lahti w 1989 r. zajęła 5 miejsce w biegu na 10 km techniką dowolną. Na mistrzostwach świata w Falun w 1993 r. zdobyła swój pierwszy medal zajmując wspólnie z Jeleną Välbe, Larisą Łazutiną i Lubow Jegorową pierwsze miejsce w sztafecie 4x5 km. Jej najlepszym indywidualnym wynikiem na tych mistrzostwach było 7 miejsce w biegu pościgowym. Mistrzostwa świata w Thunder Bay były najlepszymi w jej karierze. Zdobyła srebrne medale w biegu pościgowym oraz biegu na 5 km techniką klasyczną, w obu przypadkach najlepsza okazała się jej rodaczka Larisa Łazutina. Ponadto wraz z Olgą Daniłową, Larisą Łazutiną i Jeleną Välbe zdobyła kolejny złoty medal w sztafecie. Na mistrzostwach świata w Trondheim uczestniczyła w rosyjskiej sztafecie, która po raz kolejny wywalczyła złoty medal, a w biegu pościgowym Gawriluk zdobyła brązowy medal. Z mistrzostw świata w Ramsau przywiozła złoty medal w sztafecie oraz srebrny w biegu pościgowym, który wygrała Włoszka Stefania Belmondo. Na mistrzostwach świata w Lahti w 2001 r. nie udało się jej wywalczyć medalu indywidualnie. Mimo to Rosjanki w sztafecie z Gawriluk w składzie ponownie okazały się najlepsze. Był to już szósty i zarazem piąty z rzędu złoty medal w sztafecie dla Gawriluk. Mistrzostwa świata w Val di Fiemme w 2003 r. były ostatnimi w jej karierze. Zdobyła tam brązowy medal w sztafecie, a w swoim najlepszym indywidualnym starcie, w biegu na 30 km techniką dowolną, zajęła 8 miejsce.