Korosteljova debuterte i verdenscupen i 2002 med en tiendeplass på sprinten i Düsseldorf. Under VM i Val di Fiemme 2003 var hun med på det russiske laget som tok bronse. Korosteljeva var svært nære sin første pallplassering på dobbel jaktstart under verdenscupavslutningen i Falun i 2003, men ble til slutt nummer fire. Pallplasseringen kom først på 15 km fristil, fellesstart i Rybinsk i 2007, hvor hun tok andreplassen bak norske Astrid Uhrenholdt Jacobsen. En dag senere ble hun nummer tre på sprint fristil. Under Tour de Ski 2007/08 tok hun andreplass i Asiago i samme disiplin.