Tijdens de Wereldkampioenschappen biatlon 2015 in Kontiolahti behaalde Dahlmeier samen met Franziska Preuß, Vanessa Hinz en Franziska Hildebrand de wereldtitel op de 4x6 km estafette. Op de wereldkampioenschappen biatlon 2016 in Oslo werd de Duitse wereldkampioene op de 10 kilometer achtervolging. Daarnaast veroverde ze de zilveren medaille op de 12,5 kilometer massastart en de bronzen medaille op zowel de 15 kilometer individueel als de 7,5 kilometer sprint. Op de 4x6 km estafette legde ze samen met Franziska Preuß, Franziska Hildebrand en Maren Hammerschmidt beslag op de bronzen medaille.