Nel 2017 D'Hoore è nuovamente protagonista ad alti livelli, sia su pista che su strada. Su pista si aggiudica il suo primo titolo mondiale, imponendosi a Hong Kong, ancora in coppia con Kopecky, nel primo storico evento iridato di americana femminile; in quel mondiale fa suo anche il bronzo nello scratch, e a fine stagione vincerà la gara di americana in Coppa del mondo a Pruszków, sempre in coppia con Kopecky. Su strada ottiene invece ben dodici vittorie: a inizio stagione si aggiudica l'Omloop van het Hageland e il Grand Prix de Dottignies, e conclude seconda alla Gand-Wevelgem; vince poi due tappe e la classifica finale del Tour of Chongming Island, e una tappa del Women's Tour, entrambe gare del calendario World Tour. Dopo aver fatto suo per la quarta volta il titolo nazionale in linea, vince la frazione di Occhiobello al Giro d'Italia (primo successo nella "Corsa rosa" per lei), una tappa al Tour of Norway, il prologo a cronometro e una tappa in linea al Giro del Belgio e infine, per il secondo anno consecutivo, la Madrid Challenge by La Vuelta. Chiude la stagione al sesto posto della classifica individuale World Tour.