I 2000 ble hun juniorverdensmester på stafetten, sprinten og jaktstarten. Bare på normaldistansen måtte hun nøye seg med sølvmedalje.
Buchholz debuterte i verdenscupen i 2000 i Hochfilzen. Allerede i sprinten, det første rennet, kom hun på 9.-plass. Først fra 2004 deltok hun regelmessig i verdenscupen.
Hennes beste individuelle plassering i et verdenscuprenn er en femteplass. To ganger har hun vært med på å vinne verdenscupstafetter for Tyskland. I VM i skiskyting 2008 var hun med på det tyske laget som vant gull på miksstafett.