Kowalczyk voitti yhdistelmäkilpailun ja 30 kilometrin vapaan hiihtotavan maailmanmestaruuden Liberecissä 2009 ja sai samoissa kisoissa lisäksi pronssia 10 kilometrin perinteisen hiihtotavan kilpailussa. Vancouverin olympialaisissa 2010 hän voitti 30 kilometrin perinteisellä kultaa. Perinteisen sprintissä hän sijoittui hopealle, yhdistelmähiihdossa pronssille ja 10 kilometrin vapaan hiihtotavan kilpailussa viidenneksi. Torinon olympialaisten 2006 30 kilometrin vapaan hiihtotavan yhteislähtökilpailussa hän sai pronssia ja oli lisäksi yhdistelmäkilpailussa kahdeksas. Sapporon MM-kisoissa 2007 hän sijoittui yhdistelmäkilpailussa yhdeksänneksi. Oslon MM-kilpailuissa 2011 hän oli yhdistelmäkilpailussa ja 10 kilometrin perinteisen hiihdossa hopealla ja 30 kilometrin yhteislähtökilpailussa pronssilla sekä vapaan hiihtotavan sprintissä viides. Val di Fiemmen MM-kilpailuissa 2013 hän sai 30 kilometrin perinteisen yhteislähtökilpailussa hopeaa sekä sijoittui yhdistelmäkilpailussa viidenneksi ja perinteisen hiihtotavan sprintissä kuudenneksi. Sotšin olympialaisissa 2014 Kowalczyk voitti 10 kilometrin perinteisen hiihtotavan kultaa, oli Sylwia Jaśkowiecin kanssa parisprintissä viides sekä yhdistelmäkilpailussa ja viestissä kuudes. Falunin MM-kilpailuissa 2015 hän sai Jaśkowiecin kanssa pronssia vapaan hiihtotavan parisprintissä ja sijoittui perinteisen hiihtotavan sprintissä neljänneksi. Lahden MM-kilpailuissa 2017 hän oli perinteisen hiihtotavan 10 kilometrillä kahdeksas. Pyeongchangin olympialaisissa 2018 hän sijoittui vapaan hiihtotavan parisprintissä Jaśkowiecin kanssa seitsemänneksi, viestissä kymmenenneksi sekä henkilökohtaisilla matkoilla parhaimmillaan 30 kilometrin perinteisen hiihtotavan kilpailussa 14:nneksi. Seefeldin MM-kilpailuissa 2019 hän oli perinteisen hiihtotavan parisprintissä kymmenes ja viestissä 13.