Aux côtés d'Alexis Pinturault, de Mathieu Faivre et d'Adeline Baud Mugnier, elle décroche la médaille d'or lors de la course par équipe aux championnats du monde de 2017 a Saint-Moritz. Julien Lizeroux et Nastasia Noens complètent cette équipe en tant que remplaçants. Le 16 février 2017, elle remporte l'or du slalom géant, son deuxième sacre planétaire après celui de 2013. Meilleur temps sur le premier tracé, elle résiste aux assauts de Mikaela Shiffrin en deuxième manche, et la devance finalement de 34/100e de seconde, Sofia Goggia prenant le bronze à 74/100e. Tessa Worley n'est que la 3e skieuse alpine française à s'adjuger au moins deux titres mondiaux, après Fabienne Serrat et Marielle Goitschel, et la première en quatre décennies.