Magdalena Neuner devait initialement disputer les mondiaux juniors 2007, mais sa victoire en Coupe du monde lui permet de gagner sa sélection pour les Championnats du monde seniors 2007 à Antholz-Anterselva en Italie. Le , six jours avant de célébrer son vingtième anniversaire, elle remporte le titre en sprint, battant la Suédoise Anna Carin Olofsson de deux secondes et trois dixièmes. Il s'agit de son premier titre mondial et sa deuxième victoire chez les seniors. Deux jours plus tard, elle est sacrée championne du monde de poursuite malgré quatre tirs ratés. À la suite d'une quatorzième place en départ groupé, elle est alignée au sein du relais féminin allemand aux côtés de Martina Glagow, Andrea Henkel et Kati Wilhelm et remporte son troisième titre le . Avec trois médailles d'or, Magdalena Neuner est la biathlète la plus titrée de ces mondiaux et devient la plus jeune biathlète triple championne du monde.