S’inicià en la natació per millorar els problemes d’asma que patia. Descobertes les seves capacitats, es traslladà a entrenar a Adelaide sota les directrius de Harry Gallagher. En els campionats nacionals del 1956 baté el rècord mundial dels 100 m lliures (1.04,05 min), i el mateix any participà en els Jocs Olímpics de Melbourne, on guanyà dues medalles d’or, als 100 m lliures i als 4 × 100 m lliures, prova en la qual el seu equip establí un nou rècord mundial (4.17,01 min), i una d’argent als 400 m lliures. Participà també als Jocs Olímpics de Roma (1960), on aconseguí una medalla d’or als 100 m lliures i dues d’argent als 4 × 100 m lliures i estils, i als de Tòquio (1964), on revalidà l’or i l’argent en els 100 m lliures i els 4 × 100 m lliures, respectivament. Fou sancionada sense competir durant 10 anys per conducta inapropiada durant els darrers Jocs Olímpics, fet que suposà el final de la seva carrera esportiva. Fou diputada independent a l’Assemblea Legislativa de Nova Gal·les del Sud (1988-91).