Ljubow Jermolajewa nahm im Rahmen der Sommerbiathlon-Weltmeisterschaften 2004 in Osrblie erstmals an einem internationalen Großereignis teil und erreichte sogleich erste große Erfolge. Hinter Wolha Nasarawa im Massenstart und mit Anna Sotnikowa, Natalja Arzybatschewa und Oksana Neupokojewa im Staffelrennen hinter der Vertretung Weißrusslands gewann sie die Silbermedaille, in der Verfolgung nach einem sechsten Rang im Sprint hinter Nasarowa und Swetlana Dirko Chandohina Bronze. Es folgten die Biathlon-Europameisterschaften 2005 in Nowosibirsk, wo die Russin im Einzel 17. wurde. Erneut erfolgreich verliefen die Sommerbiathlon-Weltmeisterschaften 2005 in Muonio. Mit Jewgenija Michailowa, Jekaterina Sidorenko und Tatjana Moissejewa gewann sie erneut Silber im Staffelrennen hinter den Weißrussinnen. In Sprint und Verfolgung kamen hinter Natalja Sokolowa und Moissejewa jeweils die Bronzemedaillen. im Massenstart verpasste Jermolajewa als Viertplatzierte knapp eine weitere Medaille. Bei den Biathlon-Europameisterschaften 2007 in Bansko kamen erneut Einsätze im Winter hinzu. Im Staffelrennen wurde sie mit der russischen Staffel Fünfte und 38. des Einzelwettbewerbes.