Hosszú 2009-ben, Rómában ért fel először a világ tetejére, akkor 400 méteres vegyesúszásban nem talált legyőzőre. A döntőben 4:30.31-es világbajnoki csúccsal verte a zimbabwei Kirsty Coventryt. A döntőben ott volt Jakabos Zsuzsanna is, aki a hetedik helyen végzett.
2013-ban, Barcelonában a rövidebb vegyesúszó számban is Hosszú Katinka nyakába akasztották az aranyérmet.
A 200 vegyesen Hosszú az ausztrál Alicia Coutts előtt nyert világbajnoki címet, 2:07.92-vel, Mireia Belmonte Garcia a harmadik, Jakabos Zsuzsanna a hatodik lett a fináléban.
A 400 vegyesen Hosszú Katinka a hazai medencében versenyző Mireia Belmonte Garciát verte 4:30.41-gyel, ezzel pedig ő eltt az első magyar női úszó, aki három világbajnoki címet tudott szerezni.
Két évvel később, 2015-ben, Kazanyban is a két vegyesúszószámban lett világbajnok Hosszú Katinka. Hosszú 200-on új világcsúccsal, 2:06.12-vel nyert a japán Vatanabi előtt.
A 400 méteres vegyesúszásban 4:30.39-es idővel nyert az amerikai Di Radiót megelőzve. A döntő felvételét itt tudja megtekinteni.
A hatodik pedig hétfőn este Budapesten született meg. Ezt itt nézheti meg: