Während Mittermaier im Weltcup regelmäßig – bis 1975 in 28 Rennen – Plätze unter den ersten drei erreichte, verpasste sie zunächst durchgehend die Medaillenränge bei den Großereignissen. Bei Olympischen Winterspielen ging sie erstmals im Alter von 17 Jahren 1968 in Grenoble an den Start, wo sie als bestes Ergebnis den 20. Platz im Riesenslalom belegte. Vier Jahre später in Sapporo erreichte sie ausschließlich in der Abfahrt (der Teildisziplin, in der sie im Weltcup die schwächsten Ergebnisse erzielte) als Sechste die vorderen zehn. Bei der WM 1970 in Gröden schied sie im zweiten Slalomdurchgang aus, nachdem sie im ersten Lauf den dritten Zwischenrang belegt hatte; in St. Moritz 1974 wurde sie Slalomsechste. Später führte Mittermaier ihre ausbleibenden Erfolge bei Weltmeisterschaften und Olympischen Spielen in erster Linie auf Konzentrationsschwächen zurück.