Annelie Ehrhardt begann ihre sportliche Laufbahn am 1. Mai 1961 mit der Aufnahme in das Sportinternat Halberstadt. 1966 erreichte sie bei der Kinder- und Jugendspartakiade mit dem Sieg über 80 Meter Hürden ihren ersten bedeutenden Erfolg. 1966 wechselte sie zum Sportinternat des SC Magdeburg und wurde zum zweiten Mal Spartakiadesiegerin. Beim SCM trainierte sie später bei Klaus Wübbenhorst. Bei den Europäischen Juniorenspiele 1968 in Odessa holte sich Annelie Jahns ihren ersten internationalen Titel und zwei Jahre später heiratete sie den Kanuten Manfred Ehrhardt. Bereits 1971 gewann Annelie Ehrhardt bei den Europameisterschaften die Silbermedaille im 100-Meter-Hürdenlauf, der 1974 die Goldmedaille folgte. Bei den XX. Olympischen Spielen 1972 in München gewann sie die Goldmedaille in dem erstmals als olympische Disziplin ausgetragenen 100-Meter-Hürdenlauf in der Welt- und Olympiarekordzeit von 12,59 s vor der Rumänin Valeria Bufanu (Silber) und der ebenfalls DDR-Deutschen Karin Balzer (Bronze). Sie war somit die erste Frau, die eine olympische Goldmedaille in dieser Disziplin gewann. Bei einer Größe von 1,66 m hatte sie ein Wettkampfgewicht von 58 kg.