Com o recorde mundial dos 800m livre, Katie Ledecky agora acumula 15 recordes mundiais em piscina longa, o maior número entre todos os atletas em atividade na natação mundial. Ela ainda tem mais duas outras marcas em piscina curta, chegando a um total de 17 recordes mundiais.
| Provas | Tempo | Competição | Local | Data | Age | |
| 1 | 1500 m livre | 15:36.53 | Mundial 2013 | Barcelona, Espanha | 30/07/2013 | 16 |
| 2 | 800 m livre | 8:13.86 | Mundial 2013 | Barcelona, Espanha | 03/08/2013 | 16 |
| 3 | 1500 m livre (2) | 15:34.23 | Torneio Texas | Shenandoah, Texas | 19/06/2014 | 17 |
| 4 | 800 m livre (2) | 8:11.00 | Torneio Texas | Shenandoah, Texas | 22/06/2014 | 17 |
| 5 | 400 m livre | 3:58.86 | Campeonato Americano | Irvine, California | 09/08/2014 | 17 |
| 6 | 400 m livre (2) | 3:58.37 | Pan Pacífico | Gold Coast, Australia | 23/08/2014 | 17 |
| 7 | 1500 m livre (3) | 15:28.36 | Pan Pacífico | Gold Coast, Australia | 24/08/2014 | 17 |
| 8 | 1500 m livre (4) | 15:27.71 | Mundial 2015 | Kazan, Rússia | 03/08/2015 | 18 |
| 9 | 1500 m livre (5) | 15:25.48 | Mundial 2015 | Kazan, Rússia | 04/08/2015 | 18 |
| 10 | 800 m livre (3) | 8:07.39 | Mundial 2015 | Kazan, Rússia | 08/08/2015 | 18 |
| 11 | 800 m livre (4) | 8:06.68 | Arena Pro Series | Austin, Texas | 17/01/2016 | 18 |
| 12 | 400 m livre (3) | 3:56.46 | Olimpiada 2016 | Rio de Janeiro, Brasil | 07/08/2016 | 19 |
| 13 | 800 m livre (5) | 8:04.79 | Olimpiada 2016 | Rio de Janeiro, Brasil | 12/08/2016 | 19 |
| 14 | 1500 m livre (6) | 15:20.48 | TYR Pro Series | Indianapolis, Indiana | 16/05/2018 | 21 |
| 15 | 800 m livre (6) | 8:04.12 | TYR Pro Series | Fort Lauderdale, Florida | 03/05/2025 | 28 |