喺2009年羅馬世界<unk>比賽上,佩列格里尼以3:59.15的時間再次打破400米自由泳的世界紀錄,贏得金牌,成為第一個打破4分鐘障礙的女游泳者; 她在200米自由泳中也贏得了金牌,並以1:52.98的時間打破了自己的世界紀錄. 2009年歐洲短跑冠軍賽
喺伊斯坦布爾,佢以1:51.17嘅時間 打破咗200米自由泳嘅世界紀錄. 喺2010年布達佩斯嘅歐洲冠軍比賽上,佩列格里尼喺800米自由泳比賽上贏咗銅牌,落後於洛特·弗里斯 (Lotte Friis) 同奧菲利·賽里爾·埃蒂安 (Ophélie-Cyrielle Etienne),同埋200米自由泳比賽上贏咗金牌,佢嘅時間係1:55.45;同一年,佢宣布佢將同勞雷·曼杜 (Laure Manadou) 嘅前教練菲利普·盧卡斯 (Philippe Lucas) 合作.