Elle annonce être déçue par ses performances lors des Championnats du monde 2013 à Nové Město, où elle termine dix-huitième en sprint, seizième en poursuite, neuvième sur l'individuel et le départ groupé. Dans le relais, les Françaises terminent sixième d'une course où elles connaissent beaucoup d'échecs aux tirs, treize pioches, Marie Dorin connaissant trois échecs sur le tir debout alors qu'une médaille était encore envisageable avant celui-ci. Toutefois, elle obtient une nouvelle médaille avec la médaille d'argent obtenue lors de la première épreuve de ces mondiaux, le relais mixte, où elle concourt avec Marie-Laure Brunet, Alexis Bœuf et Martin Fourcade. Partie en septième position et à quarante-trois secondes de la Norvégienne Synnøve Solemdal, elle transmet le relais à Alexis Bœuf avec un retard de 28 secondes sur la tête. Martin Fourcade termine finalement deuxième derrière la Norvège dont le dernier relayeur est Emil Hegle Svendsen.