Completa la següent frase: En els Campionats del Món de 2009 a Roma, Pellegrini va trencar el rècord mundial de nou en els 400 m d'estil lliure amb un temps de 3:59.15, guanyant la medalla d'or i fent-ho es va convertir en la primera nadadora en trencar la barrera de 4 minuts en l'esdeveniment; també va guanyar la medalla d'or en els 200 m d'estil lliure i va trencar el seu propi rècord mundial amb un temps de 1:52.98. Al Campionat d'Europa de Curta Cursa de 2009 a Istanbul va trencar el rècord mundial en els 200 m d'estil lliure amb un temps de 1:51.17. En el
2010 Campionat d'Europa a Budapest Pellegrini va guanyar la medalla de bronze en els 800 m d'estil lliure, darrere de Lotte Friis i Ophélie-Cyrielle Etienne, i la medalla d'or en els 200 m d'estil lliure amb un temps de 1:55.45; el mateix any, va anunciar que treballaria amb l'ex entrenador de Laure Manadou, Philippe Lucas.