Zdobyła wtedy swój pierwszy tytuł mistrzyni Polski. Indywidualnie była szósta i tym samym awansowała do kadry narodowej. Rok później ustanowiła swój pierwszy rekord kraju na dystansie 500 m. W 1955 była już rekordzistką na wszystkich dystansach.
Mistrzostwa świata w 1957 w fińskiej Imatrze były dla Pilejczykowej debiutanckimi; zajęła w nich dziewiątą pozycją w wieloboju. Rok później w szwedzkim Kristinehamn była już piąta, a w 1960 na światowym czempionacie w Östersund zajęła drugie miejsce na 1000 m i zdobyła srebrny medal (w łącznej klasyfikacji ponownie była piąta).
Igrzyska olimpijskie w Squaw Valley W lutym tego samego roku Pilejczyk pojechała na zimowe igrzyska do USA (była to pierwsza olimpiada, w której programie znalazło się łyżwiarstwo szybkie kobiet). Początkowo krajowi działacze nie chcieli dopuścić do wyjazdu reprezentantek Polski, uważając to za stratę pieniędzy przy jednoczesnej niemożności nawiązania walki z czołówką światową. Przekonało ich dopiero drugie miejsce Pilejczykowej na MŚ. Polka odczuwała przed swym pierwszym olimpijskim startem dużą presję kibiców, którzy po zdobyciu przez zawodniczkę medalu MŚ liczyli na jej kolejny sukces. W pierwszym konkursie (na dystansie 500 m) Pilejczyk była dwunasta, w kolejnym (na 1000 m) piąta, a 21 lutego zdobyła brązowy medal na 1500 m.