An die Erfolge der Vorsaison konnte Hitzer am Anfang des &lt;a href="Biathlon-Weltcup%202007/08"&gt;Winters 2007/08&lt;/a&gt; nicht anknüpfen, sie konnte sich jedoch wieder für die Teilnahme an den Weltmeisterschaften qualifizieren. Im Januar war sie Teil der deutschen Staffelmannschaft, welche die Rennen in Oberhof und Ruhpolding gewann. Bei den Weltmeisterschaften 2008 in Östersund startete sie nur im Sprint und in der Verfolgung und beendete die Rennen auf Rang 12 und 9. Ihre ersten und einzigen Einzelsiege im Biathlon feierte Kathrin Hitzer am 8. März 2008 in der Verfolgung im russischen Chanty-Mansijsk und einen Tag später, als sie auch den Massenstart gewann.