Koltjina deltog vidare i tre världsmästerskap och tog hela åtta medaljer varav sju guld. Hennes första mästerskap var VM 1958 i Lahtis där det blev guld på 10 kilometer och i stafett. Vid nästa VM 1962 gick det ännu bättre och hon försvarade gulden både i stafett och på 10 kilometer men tog även guld på 5 kilometer. Hennes sista VM var i Oslo 1966 där hon för tredje gången tog guld i stafett och försvarade även sitt guld på 5 kilometer. Däremot kunde hon inte ta sitt tredje raka guld på 10 kilometer utan slutade tvåa.