Vinculada al Club Natació Kallípolis, s’inicià el 1979 a les ordres de César Villegas. Aviat es convertí en la millor nedadora espanyola de natació sincronitzada de l’època, i participà en els Jocs Olímpics de Los Angeles (1984) i en el Campionat del Món (1986). El 1988 es retirà i passà a fer d’entrenadora al mateix club. El 1994 començà a col·laborar amb la selecció espanyola, de la qual fou la màxima responsable entre el 1997 i el 2012, i aconseguí el nombre d’èxits més gran de la seva història. Conquerí quatre medalles olímpiques, una de plata i una de bronze a Pequín (2008) i dues de plata a Londres (2012), i quaranta-vuit medalles més entre Campionats del Món i d’Europa. Amb Gemma Mengual com a líder de l’equip, Espanya arribà a convertir-se en la segona potència mundial de la modalitat, només superada per Rússia.
Després dels Jocs Olímpics de Londres es desencadenà una polèmica sobre els seus mètodes d’entrenament, que coincidí amb la decisió de la federació espanyola de no renovar-li el contracte, cosa que donà lloc a un llarg litigi. Treballà com a comentarista tècnica durant els Campionats del Món de Barcelona (2013). L’octubre del 2014 s’incorporà a la selecció francesa com a assessora, i el novembre del 2015 passà a entrenar la selecció ucraïnesa de natació sincronitzada.
És autora de Cuando ser mejor no es suficiente (2013). Rebé la Creu de Sant Jordi (2008), la Medalla d’Or del Reial Orde del Mèrit Esportiu (2009) i la de la ciutat de Barcelona (2013).
Candidata dins la coalició Junts per Catalunya, fou elegida diputada al Parlament de Catalunya en les eleccions del 21 de desembre de 2017 convocades pel president espanyol després de l’aplicació de l’article 155 de la Constitució espanyola.