Jessica Diggins a prend part à quatre éditions des Championnats du monde. Elle fait ses débuts en 2011 à Oslo. En 2013 à Val di Fiemme, elle est devenue championne du monde avec Kikkan Randall du sprint par équipes. En 2015, elle gagne une médaille d'argent en individuel sur le dix kilomètres libre. Lors de l'édition suivante, 2017, elle remporte la médaille d'argent sur le sprint, puis le bronze avec Sadie Bjornsen sur le sprint par équipes.