1908 wurde sie für die Olympischen Spiele ausgewählt. Die Schwimmveranstaltungen für Frauen wurden jedoch aufgrund einer zu geringen Zahl an Teilnehmerinnen abgesagt. Bei den Olympischen Sommerspielen 1912 gewann sie im Einzelwettbewerb über 100-Meter-Freistil eine Bronzemedaille. Somit ist Jennie Fletcher die erste Britin, die im Schwimmen eine olympische Medaille gewann. Drei Tage später gewann sie mit der 4 × 100-Meter-Freistil-Staffel die Goldmedaille.