Pierwsze medale zdobyła na mistrzostwach świata w Ruhpolding w 1996 roku. W biegu indywidualnym zdobyła brązowy medal, ulegając tylko Emmanuelle Claret z Francji i Rosjance Oldze Mielnik. Następnie zdobyła srebrny medal w biegu drużynowym i kolejny brązowy w sztafecie. Podczas rozgrywanych rok później mistrzostw świata w Osrblie Ukrainki z Petrową w składzie zdobył brązowy medal w biegu drużynowym.
Kolejny indywidualny medal zdobyła na mistrzostwach świata w Kontiolahti/Oslo w 1999 roku, zajmując drugie miejsce w biegu masowym. Rozdzieliła tam na podium swą rodaczkę - Ołenę Zubryłową i Magdalenę Forsberg. Na dwóch kolejnych imprezach tego cyklu, mistrzostwach świata w Oslo (2000) i mistrzostwach świata w Pokljuce (2001) wraz z koleżankami zdobywała brązowe medale w sztafecie.
Z mistrzostw świata w Chanty-Mansyjsku w 2003 roku wróciła z dwoma medalami. Najpierw była druga w sprincie, plasując się między Francuzką Sylvie Becaert i Czeszką Kateřiną Holubcovą. Pięć dni później wspólnie z Oksaną Chwostenko, Iryną Merkuszyną i Oksaną Jakowlewą wywalczyła kolejny srebrny medal. Ostatni medal wywalczyła na mistrzostwach świata w Oberhofie w 2004 roku, gdzie była trzecia w biegu indywidualnym.