Nach wenigen Einsätzen im IBU-Cup debütierte Vittozzi zum Beginn der &lt;a href="Biathlon-Weltcup%202014/15"&gt;Saison 2014/15&lt;/a&gt; im Biathlon-Weltcup, der höchsten Wettkampfserie im Erwachsenenbereich. Bei ihren ersten Rennen in Östersund erreichte sie mit dem 37. Rang im Sprint und dem 26. Rang in der anschließenden Verfolgung gleich die Punkteränge der ersten 40. Ihr bestes Einzelergebnis des Winters war Platz 18 im Sprint von Nové Město. Zudem erhielt Vittozzi regelmäßige Einsätze in der italienischen Frauenstaffel: An der Seite von Karin Oberhofer, Nicole Gontier und Dorothea Wierer stand sie bei den Weltmeisterschaften 2015 erstmals auf dem Podest. Die zu diesem Zeitpunkt 20-jährige Vittozzi – die als Startläuferin ohne Fehlschuss geblieben war und in etwa gleichauf mit der Spitze gewechselt hatte – zählte neben der Französin Justine Braisaz zu den jüngsten Medaillengewinnern der WM in Kontiolahti.