Gjennombruddet på 400 meter kom i 1984, med to amerikanske rekorder på distansen, og sølv under OL på hjemmebane. Tiden 49,05 i OL-finalen ble karrierens raskeste. Cheeseborough ble samtidig historisk med å ta gull på både 4 x 100 meter og 4 x 400 meter. Hun ble dermed den første som vant begge stafettene i et OL.