באליפות העולם בשחייה שנערכה בפוקואוקה, יפן בשנת 2001 זכתה תומאס ב-3 מדליות זהב, במשחה ל-100 מטר פרפר בתוצאה של 58.27 שניות, לפני אוטיליה ינדז'ייצ'אק מפולין (58.72 שניות) ויונקו אונישי מיפן (58.88 שניות), במשחה ל-200 מטר פרפר בתוצאה של 2:06.73 דקות, לפני אניקה מלהורן מגרמניה (2:06.97 דקות) וקייטלין סנדנו מארצות הברית (2:08.52 דקות) ובמשחה שליחות 4x100 מטר מעורב בתוצאה של 4:01.50 דקות, לפני ארצות הברית (4:01.81 דקות) וסין (4:02.53 דקות).