Indispensable dans le relais américain, elle a collectionné 5 titres olympiques et 4 titres mondiaux. Championne olympique du 100 m papillon (en battant le record du monde en 55s98, elle est la première nageuse à descendre sous les 56 secondes sur cette distance), du 4 x 200 m en 2012 et du 4 x 100 m 4 nages (en 3mn52s05, record du monde) en 2012 et 2016 (2eme avec le relais 4 x 100 m et 3eme du 100 m papillon en 2016). Championne du monde du 4 x 200 m en 2007 et 2011 et du 4 x 100 m 4 nages en 2011 et 2013 (2eme du 4 x 100 m en 2007 ; 2eme du 4 x 200 m en 2007 et 2009 ; 3eme du 200 m en 2009).  Elle avait obtenu son premier grand succès en individuel en remportant le 100 m papillon aux championnats du monde 2011 (3eme en 2013). Vice-championne du monde en petit bassin des relais 4 x 100 et 4 x 100 m 4 nages en 2010 (3eme du 100 m papillon). En 2000, elle est devenue la plus jeune nageuse à avoir participé aux sélections olympiques à seulement 12 ans. L'année suivante elle fut également la plus jeune nageuse engagée aux Goodwill Games.