A partir de la temporada 2006/2007 pasó a formar parte regular del equipo nacional. Su primera victoria en la Copa del Mundo fue el 5 de enero de 2007 en el "sprint" de Oberhof. En el Mundial de 2007 obtuvo los mayores triunfos de su carrera hasta ese momento. Neuner ganó el oro en las pruebas de velocidad y persecución, y también obtuvo el oro en el relevo junto con sus compañeras Martina Glagow, Andrea Henkel y Kati Wilhelm. Tras su triunfo en el Mundial, Neuner ganó el premio de "Deportista Femenina del Año 2007" concedido por la prensa alemana.