Окончив институт в 1955 году, продолжила заниматься лёгкой атлетикой. В апреле 1957 года к ней пришёл первый международный успех — в Париже Ермолаева заняла второе место в кроссе на призы газеты французских коммунистов «Юманите». Затем последовали победы на чемпионате СССР и первой в истории Универсиады. В марте 1958 года она снова выиграла кросс газеты «Юманите» и в июле подтвердила титул чемпионки СССР, а в августе в Стокгольме стала чемпионкой Европы на своей любимой 800-метровке.