Muzytsjuk deltok først i verdensmesterskapet i sjakk for kvinner i knockout-turneringen i 2008. Som den 11. best plasserte av 64 konkurrenter, vant hun sin første runde mot Maria Velcheva før hun ble slått av Dronavalli i andre runde i tiebreak i hurtigsjakk. I løpet av de neste to årene nådde Muzytsjuk først en rating på 2500 og fikk deretter sine to første stormesternormer. Den første var en norm på syv kamper i European Club Cup for kvinner i 2008. Den andre var en full ni-runders norm ved InventiChess round robin-turneringen i 2009, hvor hun hadde en jevn poengsum mot motstandere som hadde en mye høyere gjennomsnittlig rating på 2618, deriblant seks stormestere med rating på over 2600. Under sistnevnte turnering beseiret hun David Howell, en stormester med rating på 2624. Hun kom nær en annen stormesternorm i gruppe B ved round robin Corus-sjakkturneringen i Wijk aan Zee i 2010, men nådde bare en rating på 2580 i kraft av å score 5½/13 mot motstandere med en gjennomsnittlig rating på 2637. Selv om hun ikke fikk fullført normen, var hun den eneste spilleren som beseiret vinneren av turneringen Anish Giri. Den sommeren hadde Muzytsjuk sin største triumf for året ved å vinne Junior-VM i sjakk for jenter under 20 i Chotowa i Polen, og endte på en klar førsteplass med en poengsum på 11/13. Hun avsluttet 2010-sesongen med å nå den tredje runden av verdensmesterskapet i sjakk for kvinner, hvor hun som ble slått ut av Ju Wenjun.