25 сентября 2009 года на чемпионате мира в Шарм - эль - Шейхе Молчанова устанавливает новый мировой рекорд. Она ныряет на юг метр, проведя под водой в общей сложности з минуты 50 секунд, возвращается на поверхность и остается в сознании 60 секунд, необходимые для того, чтобы попытку засчитали. Наталья —единственная в мире женщина, преодолевшая глубину в 100 метров при погружении с постоянным весом. «Я установила для себя глубину в 101 метр, потому что Сара уже побывала на 100 метрах. Нырнуть на 101 метр до меня никто даже не пробовал. Теперь я это сделала»,говорит Молчанова. Но радость Натальи была недолгой. В мае 2010 года ее достижение было аннулировано. Дело в том, что организатором рекордного погружения и главным арбитром, судившим соревнования, был тренер Молчановой —Билл Стромберг. Подобное совмещение должностей запрещено правилами AIDA, поэтому формально вердикт справедлив. Но большинство ныряльщиков выступают в защиту Молчановой: ведь приговор AIDA никоим образом не означает, что Наталья не была на глубине в 101 метр.