Đại hội thể thao quân sự thế giới 2015 diễn ra từ ngày 7 đến ngày 10.10. Ánh Viên là đại diện duy nhất của đội bơi Quân đội nhân dân Việt Nam tham dự giải đấu này.
Tại nội dung 800m tự do Ánh Viên đã giành HCĐ với thành tích là 8 phút 39 giây 91. Thành tích này của Ánh Viên kém xa kỷ lục của cô tại SEA Games 28 (8 phút 34 giây 85). Ánh Viên tham gia nội dung này 6 VĐV khác đến từ các quốc gia như Trung Quốc, Brazil, Nga, Italy và Uruguay.
VĐV giành HCV là Zhang YuHan (Trung Quốc) với thành tích 8 phút 29 giây 83, đã phá chính kỷ lục của cô tại giải này (8 phút 33 giây 20). HCB thuộc về Dong Fuwei (Trung Quốc) với thành tích 8 phút 38 giây 41).
Ánh Viên đã đăng ký thi đấu ở 11 nội dung tại giải. Tuy nhiên, sau đó đã rút tên khỏi một loạt nội dung thi đấu để thi đấu ở 4 môn thế mạnh gồm: 800m tự do, 400m tự do, 200m bơi hỗn hợp cá nhân và 200m bơi ngửa.
Theo lịch thi đấu trong ngày 9.10, Ánh Viên sẽ tham gia thi đấu ở nội dung 200m hỗn hợp. Trong ngày 10.10, cô sẽ thi đấu hai nội dung còn lại là 200m bơi ngửa và 400m tự do.
Trước đó, Ánh Viên đã giành 7 HCV, 5 HCB tại Giải bơi các nhóm tuổi châu Á 2015 tổ chức tại Bangkok (Thái Lan) từ ngày 1 đến ngày 4.10. Cô chiến thắng ở 7 nội dung gồm 100 m bướm, 200 m hỗn hợp, 200m tự do, 100m tự do, 50m ngửa, 400m hỗn hợp 1.500m tự do nữ lứa tuổi trên 18.