Après une nouvelle quatrième place au championnat d'Europe 2004, l'équipe retrouve la lumière lors du championnat du monde 2005, disputé à domicile à Saint-Pétersbourg. Toujours entraînées par Ievgueni Trefilov, les Russes réalisent un sans-faute lors des phases de groupe pour se qualifier dans le dernier carré. En demi-finale, elles dominent sans grande difficulté le Danemark par 31 à 24 et sont rejointes par la Roumanie. Devant les spectateurs du palais de glace Saint-Pétersbourg, la Russie domine finalement la Roumanie par 28 buts à 23 et signe son retour au sommet du handball mondial. Il s'agit du cinquième titre du pays après les trois conquis sous la bannière de l'Union soviétique en 1982, 1986 et 1990, puis celui de 2001, nouveau record de la compétition.