Ann Kristin Flatland debuterte i verdenscupen i 2003 i finske Kontiolax, der hun kom på 56.-plass på sprinten. Allerede i sesongens andre konkurransehelg, i Hochfilzen, debuterte hun på det norske stafettlaget som gikk i mål på femteplass. Før hennes første verdenscupseier på sprint i Oberhof i januar 2011 var hennes beste individuelle plasseringer i verdenscupen var to tredjeplasser fra sprinten i Oberhof og fra jaktstarten i Antholz fra året før, i sesongen 2009/10.