Gorosjovskaja ble olympisk mester i turn to ganger under sommer-OL 1952 i Helsingfors. Hun vant gull individuelt i mangekamp og hun var også med på det sovjetiske laget som vant lagkonkurransen foran Ungarn og Tsjekkoslovakia. De andre på laget var Ekaterina Kalintsjuk, Pelageva Danilova, Medeja Jugeli, Nina Botsjarova, Galina Minaitsjeva, Galina Sjamrai og Galina Urbanovitsj. Hun vant fem sølvmedaljer, fire individuelle; bom, hopp, frittstående og skranke.