1956年墨尔本奥运会上，卡思伯特赢得了100米和200米个人田径短跑比赛的冠军，以及一块400米接力的金牌。十八岁的她立即被澳大利亚的父老们赞誉为民族英雄，并且被戏称为“金牌姑娘”。在1960年的一次赛事中，她在刚刚参加完一场比赛后就因肌肉拉伤被迫推出了比赛。1964年的东京奥运会，她重整旗鼓取得了400米短跑的冠军，赛后，她笑称这是她一生中最完美的一场比赛。卡思伯特是奥运会田径场上唯一的100米，200米，400米短跑的三料冠军。1956至1964的八年间，她十八次打破或持平了包括60米，100码，200码，400米，以及44x100，4x220接力在内的七个项目的世界纪录。1979年，卡思伯特被诊断患有综合硬化症。在2000年的悉尼奥运会开幕式上，卡思伯特坐着轮椅出席，并且成为几位奥运火炬手之一。