2013年女乒世界杯，刘诗雯决赛以4：0轻松战胜队友武杨，实现卫冕的同时，第三次获得世界杯冠军。三届世界杯赛，刘诗雯出战17场保持全胜，拿到第三冠甩开此前同获两冠郭焱，紧追均获得四冠的张怡宁和王楠。刘诗雯在世界杯上的成绩已足够出色，但还需要世乒赛更大的突破，才能获得奥运的参赛机会。
作为中国女乒的主力之一，刘诗雯2009年首次出战世界杯，决赛击败郭跃夺冠，拿到个人首项三大赛冠军。在郭跃和李晓霞当时陷入瓶颈，丁宁尚未崛起之时，刘诗雯曾被认为是最有可能接班张怡宁的女乒新一代领军人物。不过2010年莫斯科世乒赛女团决赛一战，刘诗雯在巨大压力下崩盘，一人连丢两分，输给此前从来输给过的王越古和冯天薇，直接令中国女队丢掉保持17年之久的考比伦杯。
自此刘诗雯再未重返巅峰状态，甚至一步步跌入低谷，几次大赛都发挥欠佳。2010年的亚运会团体半决赛，刘诗雯输给韩国的石贺净，2011年鹿特丹世乒赛输给丁宁，2012年亚锦赛团体决赛又不敌新加坡的于梦雨早早失去参加伦敦奥运会的机会。
就刘诗雯个人而言，内战面对丁宁和李晓霞时，其实并不处于下风，只是几次关键的外战失利，让她失去了教练组的信任。伦敦奥运后，刘诗雯二度出战世界杯，在郭跃临阵因伤退赛的情况下，担当起重任，半决赛复仇冯天薇，决赛4-0轻取罗马尼亚黑马萨马拉，继09年后第二次夺取世界杯冠军。
今年巴黎世乒赛，刘诗雯迎来最好的登顶机会，但打进决赛不敌李晓霞，眼睁睁看着后者实现大满贯伟业。本届世界杯多位高手缺席，丁宁、李晓霞、郭跃这些队友悉数缺阵，冯天薇半决赛被武杨干掉，刘诗雯一路连胜，除了小组赛对阵于梦雨时，0-3落后完成4-3的逆转，其余场次皆轻松大胜，再次夺取世界杯冠军。
世界杯成功卫冕，刘诗雯第三次夺冠，也成为现役中拿到世界杯冠军最多的选手，历史上也仅次于各获得四届冠军并列最多的王楠和张怡宁。此外刘诗雯在世界杯上还保持着一项惊人纪录，就是出战三届一场不输连胜17场，要知道包括王楠和张怡宁在内的中国女乒历代主力，都在世界杯上有过输球经历，邓亚萍虽然也不败但她只打过第一届赛事，与刘诗雯三届全胜还是有所不同。
刘诗雯在世界杯上，已经取得极大的成功，不过世界杯的含金量在三大赛上最低，教练组多派她参赛，也有派发安慰奖的意思。如今李晓霞已成超级大满贯得主，丁宁也走在前面，刘诗雯纵然是三届世界杯冠军，但还需在新周期再加把力，争取在世乒赛上取得突破，并放眼里约奥运会。
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