Загунис стала первой американкой, выигравшей молодёжный чемпионат мира в 2002 году. Затем в 2003 и 2004 годах она повторила свой успех. Загунис стала самой молодой фехтовальщицей, выигрывавшей чемпионат мира. В октябре 2005 года на чемпионате мира в Лейпциге Мариэль завоевала золото в командных соревнованиях. Год спустя на чемпионате мира в Турине Загунис дошла до финала, где проиграла другой американке Ребекке Вард.