Cu puțin timp înainte de Jocurile Olimpice de vară din 1968, s-a căsătorit cu campion olimpic la pentatlon Viaceslav Belov iar și-a schimbat numele. Ediția de la Mexico 1968 a reprezentat prima participare la Jocurile Olimpice. Chiar dacă era accidentată la coapsă, a cucerit medalia de aur atât la individual, cât și pe echipe. Astfel a devenit prima scrimeră campioană olimpică la individual din Uniunea Sovietică. Pentru aceste rezultate a fost numită maestru emerit al sportului. În anul următor a câștigat și medalia de aur la individual la Campionatul Mondial din 1969. Din urmă a cucerit trei medalii de aur olimpice și șapte medalii de aur mondiale, tot pe echipe.