A voronyezsi lány az 1980-as olimpián az összetett verseny aranyérmese volt, mögötte ezüstérmes holtversenyben Nadia Comaneci és Maxi Gnauck. A következő évben a világbajnokságon összetettben harmadik volt. Versenyzői pályafutásának befejezése után edző lett, tanítványai is komoly sikereket értek el.
Buenos Airesben újonc válogatottként nyert világbajnoki aranyérmet a női tőrcsapattal, majd 1963-ban a gdanski világbajnokságon második helyezettek. Technikás versenyző, igazi csapatember volt . A tokiói nyári játékokon ért sportpályafutása csúcsára, a női tőrcsapat tagjaként olimpiai aranyérmet nyert. Négy évvel később a Mexikóvárosban tartott olimpián, majd a moszkvai vívó-világbajnokságon az ezüstérmes csapat tagja.
Az ausztrál úszólegenda volt az első sportoló, aki három egymást követő olimpián nyert aranyérmet ugyanabban a számban (100 m gyors). A nők közül először neki sikerült száz méteren az egyperces álomhatáron belül úszni – 110 yardon 59.9 másodpercet ért el. Olimpiákon 4 arany- és 4 ezüstérmet szerzett, 39 világrekorddal (ebből 27 egyéni) büszkélkedhet. A sportág fenegyerekének tartották. A tokioi olimpián megvádolták, hogy állítólag ellopott egy zászlót a császári palotanál, letartóztatták, de nem indítottak eljárást ellene, sőt a császár a zászlót is neki ajándékozta.
Aranylánynak becézték a 18 éves korában Melbourne-ben nyert három olimpiai győzelme után. Világrekorddal lett első 100 méteren, győzött 200-on és a 400-as váltóban. 1956 és 1964 között 18 világrekordot állított fel. Az 1960-as római olimpiát sérülés miatt ki kellett hagynia. 1964-ben Tokióban újra olimpiai bajnok lett, negyedik aranyérmét 400 méteren szerezte meg, ezt tartotta élete legjobb teljesítményének. Ugyanebben az évben megkapta a Helms Award kitüntetést.
