一、初登世界杯舞台的惊艳表现
2009年广州女子世界杯，18岁的刘诗雯以黑马姿态首次参赛便杀入决赛。在四分之一决赛中，她以4-1横扫新加坡名将冯天薇，半决赛更是以11-9的决胜局险胜队友郭跃，技惊四座的台内挑打技术让解说员连连惊呼"这球神了！"
"当时就觉得这个小姑娘不简单，她的前三板衔接速度比男选手还快" —— 前国家队教练李晓东赛后评价
二、2015年东京的王者加冕
经历伦敦奥运周期的低谷后，刘诗雯在2015年世界杯迎来爆发。决赛面对石川佳纯时，她在1-3落后的绝境下连扳三局，第七局更是打出了11-4的悬殊比分。这场胜利不仅终结了中国队在该项目上两年的冠军荒，更让她首次捧起世界杯单打奖杯。
- 1/4决赛 4-0 横扫索尔佳（德国）
- 半决赛 4-1 力克冯天薇（新加坡）
- 决赛 4-3 逆转石川佳纯（日本）
三、2019年成都的卫冕之战
作为赛会头号种子，刘诗雯在主场展现了恐怖的统治力。1/8决赛对阵朝鲜选手金宋依时，她第二局轰出11-1的悬殊比分；决赛面对朱雨玲，她在关键分处理上更胜一筹，最终以4-2成功卫冕，成为世界杯历史上第5位蝉联冠军的女选手。
| 轮次 | 对手 | 比分 |
|---|---|---|
| 1/8决赛 | 金宋依（朝鲜） | 4-0 |
| 1/4决赛 | 郑怡静（中国台北） | 4-1 |
| 决赛 | 朱雨玲（中国） | 4-2 |
*注：2020年因疫情原因，国际乒联取消了原定在泰国举行的女子世界杯，刘诗雯错失三连冠机会