En 2001, Venelina Veneva-Mateeva améliore son record personnel en salle avec . Elle confirme sa forme en remportant la médaille de bronze des Championnats du monde en salle de Lisbonne avec , devancée par la Suédoise Kajsa Bergqvist médaillée d'or () et par l'Ukrainienne Inha Babakova (). Lors de la saison estivale, elle franchit à Kalamata et s'octroie la meilleure performance mondiale de l'année faisant d'elle d'une des favorites pour le titre mondiale à Edmonton. Malheureusement, lors de ces championnats du monde , Veneva-Mateeva prend la quatrième place du concours avec , le titre planétaire revenant à la Sud-Africaine Hestrie Cloete.