In 2013 maakte Valeria Straneo opnieuw deel uit van de Italiaanse delegatie, die ditmaal was geselecteerd voor deelname aan de wereldkampioenschappen in Moskou. Al op de eerste dag van dit toernooi moest zij op de marathon voor vrouwen aan de bak en de Italiaanse maakte er een gedenkwaardige race van. Vrijwel vanaf het begin van de wedstrijd bepaalde zij het tempo en liep zij voortdurend aan kop. Pas na 40 kilometer had zij geen antwoord op de versnelling die regerend wereldkampioene Edna Kiplagat nog in huis bleek te hebben. Op de finish moest zij veertien seconden inleveren op de tijd van de Keniaanse, die voor het eerst in de geschiedenis een wereldtitel op de marathon prolongeerde. De tweede plaats voor de Italiaanse laatbloeier was echter een meer dan verdiend resultaat. Op de Europese kampioenschappen atletiek 2014 behaalde ze een zilveren medaille op de marathon. Met een tijd van 2:25.27 eindigde ze achter de Franse Christelle Daunay (goud; 2:25.14) en voor de Portugese Jéssica Augusto (brons; 2:25.41).