Petite par la taille (1m60), elle est l'une des plus grandes stars mondiales du sprint. Entre 2005 et 2022, elle a remporté 11 médailles olympiques (7 d'or dont une seule en épreuve individuelle ainsi que trois médailles d'argent en une de bronze toutes en individuel) et 20 médailles mondiales (record hommes et femmes confondus) dont 14 d'or (dépassant la légende Usain Bolt avec ses 11 titres). Elle est à la fois l'athlète la plus titrée (avec 6 médailles d'or) et l'athlète la plus médaillée (avec 11 médailles dépassant  Merlene Ottey ) de l'histoire des Jeux Olympiques. Pour sa dernière apparition aux JO de Tokyo en 2021, elle a remporté ses 10e et 11e médailles, ce qui fait d'elle la sportive la plus médaillée de l'histoire olympique de l'athlétisme dépassant une autre légende américaine, Carl Lewis et ses dix médailles, après avoir gagné le bronze sur le 400 m et l'or avec le relais 4x400 m.

Championne olympique du 200 m en 2012, du relais 4 x 100 m en 2012 et 2016, et du relais 4 x 400 m en 2008, 2012, 2016 et 2021 (2eme du 200 en 2004 à seulement dix-huit ans en établissant un record du monde junior en 22"18, et en 2008 ; 2eme du 400 m en 2016, 3eme en 2021 à 35 ans). Elle est également l'athlète la plus titrée des championnats du monde, hommes et femmes confondus, avec 14 titres (20 médailles) dont trois obtenus en 2007. Trois fois championne du monde du 200 m : en 2005 (plus jeune championne du monde sur cette distance), 2007 et 2009. Elle fait désormais partie du club des cinq femmes avec trois titres planétaires consécutifs à titre individuel dans une même discipline (avec Carolina Klüft à l'heptathlon, Olga Kaniskina sur 20 km marche,  Astrid Kumbernuss et Valerie Adams au poids). Championne du monde du 400 m en 2015, avec les relais 4 x 100 m en 2007, 2011 et 2017, 4 x 400 m en 2007, 2009, 2011, 2017, 2019 et 2022 (absente de la finale en 2019 et 2022) et 4 x 400 m mixte en 2019 (2eme du 400 m et 3eme du 200 m en 2011 ; 2eme du 4 x 100 m en 2015 ; 3eme du 400 m en 2017 et du 4 x 400 m mixte en 2022). Championne du monde en salle avec le relais 4 x 400 m en 2010. Elle est avec l'allemande Marita Koch , la seule athlète de l'histoire à avoir remporté trois médailles d'or lors d'un seul championnat du monde (200m, 4 x 100 et 4 x 400 en 2007). Championne du monde du 100 m chez les cadettes en 2001 (en 11s57). Elle a été élue athlète féminine de l'année en 2012 par l'IAAF. Ses meilleurs temps sur : 7"10 sur 60 m en 2012, 10"89 sur 100 m en 2012, 21"69 sur 200 m en 2012 et 49"26 sur 400 m en 2015.

L'une des plus grandes athlètes de l'histoire en athlétisme, elle a fait ses adieux à la compétition aux championnats du monde de 2022 avec une ultime médaille de bronze (sa 19eme mondiale) avec le relais 4 x 400 m mixte à 36 ans après avoir figuré plus de 20 ans au sommet.