2009年のローマ世界選手権では,ペレグリニが400mフリースタイルで再び世界記録を更新し,金メダルを獲得し,このイベントで4分間の障壁を破った最初の女性泳ぎ手となりました.彼女は200mフリースタイルでも金メダルを獲得し,自身の世界記録を1:52.98で更新しました. 2009年,イスタンブールで開催されたヨーロッパ短距離選手権では, 200mフリースタイルで 1:51.17のタイムで世界記録を打ち破った. 2010年ヨーロッパ選手権
ブダペストで,ペレグリニは800mフリースタイルで銅メダルを獲得し,ロッテ・フライスとオフェリー・シリエル・エティエンに落後し,200mフリースタイルで1:55.45のタイムで金メダルを獲得した.同年,彼女はラウレ・マナドゥの元コーチ,フィリップ・ルーカスと働くことを発表した.