1984 wurde bei den Olympischen Spielen in Los Angeles erstmals der Frauenmarathon in das Programm aufgenommen. Die 39-jährige Andersen-Schiess war bis dahin 20 Marathons gelaufen und startete als einzige Schweizerin. Bei Kilometer 36 lag sie noch an 20. Stelle, verpasste dann aber die letzte Getränkestation. Sie erreichte dehydriert das Stadion und torkelte entkräftet auf der letzten Runde. Für die 500 Meter im Coliseum, die die Siegerin Joan Benoit in eineinhalb Minuten gelaufen war, benötigte sie fast sieben Minuten, lehnte aber jede ärztliche Hilfe ab. Sie überquerte dann als 37. die Ziellinie und brach zusammen; bei der folgenden Versorgung wurde eine Körpertemperatur von 41,2 Grad Celsius festgestellt. Später gab es Diskussionen darüber, ob die Kampfrichter und Ärzte verpflichtet gewesen wären, Andersen-Schiess aus dem Rennen zu nehmen. Sie erholte sich jedoch relativ schnell und gab schon zwölf Stunden später Interviews.