Im Finale der Hallenweltmeisterschaften 1989 in Budapest verlor Dixon in 51,77 s überraschend gegen die deutsche Helga Arendt. Zwei Jahre später bei den Hallenweltmeisterschaften 1991 in Sevilla siegte Dixon mit US-amerikanischem Hallenrekord von 50,64 min vor der für Spanien startenden Sandra Myers. Sechs Jahre nach ihrem Sieg bei den Welthallenspielen war Dixon auch die erste US-Amerikanerin, die einen offiziellen Hallenweltmeistertitel gewann. In Sevilla wurde erstmals bei Hallenweltmeisterschaften die 4-mal-400-Meter-Staffel ausgetragen. Es gewann die deutsche Staffel vor der Sowjetunion, die Amerikanerinnen erhielten nur die Bronzemedaille, obwohl Dixon als Schlussläuferin in fliegend gestoppten 50,2 s die schnellste Zeit aller Läuferinnen rannte. Nach 1986 gewann Dixon zum zweiten Mal den Hallen-Grand Prix. Im Freien bei den Weltmeisterschaften 1991 in Tokio belegte Dixon den achten Platz in 51,73 s. Das Staffelrennen gewannen die Läuferinnen aus der UdSSR, die US-Staffel erlief Silber in der Besetzung Rochelle Stevens, Diane Dixon, Jearl Miles und Lillie Leatherwood.