Excellent sprinteuse, elle a été l'une des nageuses les plus rapides de la planète en grand et en petit bassin. Elle a remporté un titre olympique en individuel, quatre titres mondiaux individuels ainsi que trois titres olympiques et quatre titres mondiaux avec les relais. Championne olympique avec les relais 4 x 100 m en 2004 et 2012 (absente de la finale), du 4 x 100 m 4 nages en 2004 (absente de la finale)  et 2008 et du 100 m papillon en 2008 (2eme du 100 m en 2008 ; 3eme du 50 m en 2004 et avec le relais 4 x 100 m en 2008). Elle fait désormais partie des nageuses les plus médaillées aux championnats du monde avec 14 médailles (8 d'or, 3 d'argent et 3 bronze) dont un record de 5 en 2007 devant son public à Melbourne. Huit fois championne du monde : trois fois en 2005 (50 m, relais 4 x 100 et 4 x 100 4 nages) et cinq fois en 2007 (50 m, 100 m, 100 m papillon et relais 4 x 100 m et 4 x 100 m 4 nages). En 2009 à la surprise générale, elle a remporté trois médailles mais aucun titre (2eme du relais 4 x 100 m 4 nages ; 3eme du 100 m et du relais 4 x 100 m). Sept fois championne du monde en petit bassin : du 100 m et du relais 4 x 100 m 4 nages en 2004 et 2006 ; du 50 m, 100 m papillon et du relais 4 x 200 m en 2006. Aux Jeux du Commonwealth en 2006, elle gagna 5 médailles d'or ainsi que 2 d'argent. En 2007 après le Mondial, elle établit un nouveau record du monde sur 100 m lors d'un relais mixte, en 52"'99 (ce record ne fut pas homologué car réalisé lors d'une compétition non reconnue par la FINA ; elle a déjà détenu la meilleure marque mondiale sur 100 m : 53"42 en 2006 puis 52"88 en 2008). Lors des sélections olympiques australiennes en mars 2008, elle récupéra son record du monde du 100 m en réalisant 52"88 (première nageuse de l'histoire sous la barre des 53" sur 100 m) et établit un nouveau record mondial sur 50 m en 23"97. Elle détient aussi le record du monde de la distance en petit bassin (51"70). Surnommée "Libby".