Wystąpiła na mistrzostwach świata w Sapporo w 2007, gdzie została mistrzynią świata w sprincie klasykiem, wyprzedzając Słowenkę Petrę Majdič oraz Virpi Kuitunen. Ponadto wspólnie z Marit Bjørgen zdobyła brązowy medal w sprincie drużynowym, a wraz z Bjørgen, Vibeke Skofterud i Kristin Størmer Steirą zdobyła także brązowy medal w sztafecie. Na mistrzostwach świata w Oslo w 2011 wspólnie z Maiken Caspersen Fallą zdobyła brązowy medal w sprincie drużynowym techniką klasyczną. Indywidualnie wystartowała tylko w sprincie stylem dowolnym, gdzie zajęła dziewiąte miejsce. Podczas mistrzostw świata w Falun razem z Heidi Weng, Therese Johaug i Marit Bjørgen zwyciężyła w sztafecie. W biegu łączonym zdobyła tam srebro, rozdzielając Bjørgen i Szwedkę Charlotte Kallę. Kolejne trzy medale wywalczyła na mistrzostwach świata w Lahti w 2017. W biegu na 10 km klasykiem była trzecia, plasując się za Bjørgen i Kallą. W sztafecie Falla, Jacobsen, Weng i Bjørgen zdobyły kolejny złoty medal. Następnie była trzecia na dystansie 30 km techniką dowolną, przegrywając tylko z Bjørgen i Weng. Podczas mistrzostw świata w Seefeld w 2019 wraz z Johaug, Weng i Ingvild Flugstad Østberg była trzecia w sztafecie. W startach indywidualnych najwyższą pozycję zdobyła w biegu łączonym, który ukończyła na czwartej pozycji.