W 2021 roku podczas igrzysk olimpijskich w Tokio płynęła na pierwszej zmianie w wyścigu eliminacyjnym sztafet 4 × 100 m stylem dowolnym, gdzie uzyskała czas 53,08. Otrzymała złoty medal, kiedy Australijki zwyciężyły w finale. W eliminacjach sztafet 4 × 200 m stylem dowolnym na pierwszej zmianie ustanowiła nowy rekord świata juniorek (1:55,11) i zdobyła brązowy medal, gdy jej rodaczki zajęły w wyścigu finałowym trzecie miejsce. O’Callaghan płynęła także w eliminacjach sztafet 4 × 100 m stylem zmiennym i otrzymała złoty medal, kiedy reprezentantki Australii uplasowały się w finale na pierwszej pozycji.