Das Jahr 2010 sah dann eine stark verbesserte Roseli Feitosa. Sie wurde im Mittelgewicht mit einem Punktsieg über die mehrfache Landesmeisterin Andreia Bandeira (13.9) brasilianische Meisterin. Bei der Panamerikanischen Meisterschaft in Brasília startete sie erstmals im Halbschwergewicht und belegte dort mit einem klaren Punktsieg im Finale über Melinda Watpool aus Kanada (11:3) den 1. Platz. Bei der Weltmeisterschaft in Bridgetown/Barbados trat sie wieder in dieser Gewichtsklasse an und galt keineswegs als Favoritin, da sie im internationalen Ring mehr oder weniger immer noch Anfängerin war. Sie zeigte in Bridgeport aber hervorragende Kämpfe und besiegte in ihrem ersten Kampf Muhatia Mediahi aus Kenia klar nach Punkten(22:2). Danach siegte sie auch über die erfahrenen Boxerinnen Selma Yağcı aus der Türkei (16:3) und Timea Nagy aus Ungarn (14:6) klar nach Punkten. Im Finale ließ sie dann auch Marina Wolnowa aus Kasachstan keine Chance und besiegte diese mit 11:3 nach Punkten. Mit 21 Jahren war sie damit Weltmeisterin. Es war zugleich der erste Weltmeistertitel für Brasilien bei den Männern und Frauen im Amateurbereich.