Первым большим успехом спортсменки стал чемпионат мира 1991 в Токио, где она стала чемпионкой на дистанции 400 м. Это сделало её главной фавориткой на этой дистанции на Олимпийских играх 1992 года в Барселоне. Мари-Жо оправдала прогнозы, выиграв финал четырёхсотметровки с результатом 48,83. Перек стала единственной в олимпийском финале, кто смог выбежать из 49 секунд; а также первой французской легкоатлеткой, победившей на Олимпиаде с 1968 года, когда ту же дистанцию выиграла Колетт Бессон.