Létourneau vant en olympisk bronsemedalje i synkronsvømming under Sommer-OL 1996 i Atlanta. Hun var med på det canadiske laget som kom på tredjeplass i lagkonkurransen bak Russland og Japan. De andre på laget var Claire Carver-Dias, Erin Chan, Cathrine Garceau, Lyne Beaumont, Kristin Normand, Jacinthe Taillon, Reidun Tatham og Jessica Chase.