Sans rivale (jusqu'à la venue sur scène internationale de la jeune Yana Kudryavtseva en 2013), elle est la meilleure gymnaste de l'histoire en rythmique. Avec Ekaterina Serebrianskaya et Alina Kabaeva , elle est la seule à avoir réussi le grand chelem, c'est à dire remporter à la fois le titre olympique, mondial, européen, de Coupe du monde et la finale du Grand Prix. Originaire de Sibérie (Omsk), elle est la perle de cette spécialité avec déjà à son actif, cela à seulement 22 ans (32 médailles d'or : 2 olympiques, 17 mondiaux et 13 européens) dont deux titres olympiques, trois titres mondiaux de suite et trois titres européens au concours général. Elle est la seule gymnaste à avoir réalisé des grands chelems mondiaux en remportant tous les six titres en jeu (individuel, par équipes et aux quatre engins), en 2009 et 2011. Championne olympique en individuel en 2008 à seulement dix-huit ans dans une compétition qu'elle a dominée du début à la fin, et une nouvelle fois en 2012. Elle est ainsi devenue la première gymnaste à décrocher deux titres olympiques en rythmique.

En 2009, elle réalise une performance inédite en remportant également tous les titres du championnat du monde (le concours général, les quatre engins plus le titre par équipes), un exploit jamais réalisé auparavant dans ce sport. Lors du Mondial 2010, elle remporte une nouvelle fois le titre au concours général, par équipes, au cerceau et au ballon mais termina 2eme à la corde et fut éliminée lors des qualifications au ruban. Elle a survolé  le Mondial en 2011 en remportant pour la deuxième fois de sa carrière tous les titres. Elle avait également gagné le titre mondial par équipes en 2007. Championne d'Europe au concours général en 2008 (devançant les deux championnes du monde, Anna Bessonova , sacrée en 2007, et Olga Kapranova , sacrée en 2005), 2010 et en 2012. Imbattable, elle a remporté tous les titres aux engins (corde, ruban, cerceau et ballon) plus le titre par équipes aux championnats d'Europe en 2009. Lors des championnats d'Europe en 2011, elle n'a pas réussi à s'imposer sur les quatre engins comme en 2009 mais remporta néanmoins le titre au cerceau, au ruban et par équipes (2eme au ballon). Elle a remporté ses premières médailles internationales en 2007 en gagnant le titre par équipes et au ruban aux championnats d'Europe. Début 2012, elle a annoncé sa retraite sportive à seulement 22 ans pour devenir vice-présidente de la Fédération russe de gymnastique.