Chvostenko nam acht maal deel aan de wereldkampioenschappen biatlon. Op de wereldkampioenschappen biatlon 2008 in Östersund veroverde ze de bronzen medaille op zowel de 15 kilometer individueel als de 7,5 kilometer sprint. In 2003, 2008 en 2011 sleepte de Oekraïense, in eerste instantie, met haar landgenotes de zilveren medaille in de wacht op de 4x6 kilometer estafette. Na afloop werd bekend dat Chvostenko betrapt was op het gebruik van efedrine, haar team werd gediskwalificeerd en ze werd voor één jaar geschorst.