Pedersen gikk på det norske stafettlaget som tok sølv i Lahtis-VM i 2001. I 2002 ble Pedersen tildelt Egebergs ærespris for sine prestasjoner i skiorientering og langrenn. I VM 2003 i Val di Fiemme vant Pedersen sine første individuelle VM-medaljer i langrenn. Det ble bronse både i sprinten og den klassiske 10-kilometeren. I tillegg gikk hun for det norske laget som tok bronsemedaljen på stafetten. I VM 2005 i Oberstdorf tok Pedersen sin tredje VM-medalje på stafetten, denne gang gull.