Championne olympique du 200 m brasse en 2008 (en établissant le record du monde en 2'20"22 et en éliminant la grande favorite de l'épreuve, l'Australienne Leisel Jones ) et en 2012 (en battant une nouvelle fois le record du monde, en 2'19"59), et avec le relais 4 x 100 m 4 nages en 2012 (record du monde ; 2eme du 100 m brasse en 2008 et 2012 et du relais 4 x 100 m 4 nages en 2008). Championne du monde du 100 m brasse en 2009 avec un record du monde à la clé établi en demi-finale (1'04"84). Elle termina 2eme du 50 m brasse et à une décevante 4eme place du 200 m brasse après avoir été en tête de la course pendant 150 m. Elle conserve son titre mondial sur 100 m brasse en 2011 puis s'impose sur 200 m brasse et avec le relais 4 x 100 m 4 nages  (3eme du 50 m brasse). Championne du monde du 50, 100 et 200 m brasse en petit bassin en 2010 (2eme du 4 x 100 m 4 nages). Elle a été élue "Nageuse de l'année" en 2009 et 2010 par la Fédération américaine de natation, "Nageuse de l'année' en 2010 par la FINA puis "Nageuse de l'année" en 2010 par Swimming Magazine après avoir gagné trois médailles d'or aux championnats Pan-Pacific.