Elle participe à cinq Jeux olympiques consécutifs de 1964 et 1980 et remporte sept médailles, dont trois en or. Elle améliore six records du monde durant sa carrière et demeure la seule athlète, hommes et femmes confondus, à détenir les records mondiaux du 100 m, du 200 m et du 400 m. Remportant cinq médailles d'or (et 10 médailles au total) lors des Championnats d'Europe en plein air, elle s'adjuge 26 titres de championne de Pologne.
Née à Léningrad, alors en Union soviétique, d'un père polonais et d'une mère d'origine ukrainienne, elle participe à ses premiers jeux en 1964 à 18 ans. Lors de ces Jeux olympiques d'été de 1964 à Tokyo elle obtient deux médailles d'argent en individuelle, sur 200 m et au saut en longueur, mais surtout fait partie du relais 4 × 100 m polonais qui crée la surprise en remportant le titre olympique.
Lors des Championnats d'Europe d'athlétisme 1966 elle remporte trois médailles d'or sur 200 m, la longueur et à nouveau le relais 4 × 100 m, ainsi qu'une médaille d'argent sur 100 m.
Sous le nom de son mari, Janusz Szewiński, qui deviendra son entraîneur[2], elle participe aux Jeux olympiques d'été de 1968 de Mexico où elle remporte le 200 m, battant le record du monde par la même occasion (22 s 58). Durant les mêmes jeux elle gagne une médaille de bronze sur 100 m, mais est éliminée lors des qualifications de la longueur.
Après ces jeux elle est victime en Pologne d'attaques antisémites[3].
En 1970 elle a un fils, Andrzej, qui fera une carrière sportive dans le volley-ball avant de se lancer dans la politique au sein de PO (il est sénateur polonais depuis 2007, réélu en 2011).
Lors des Jeux olympiques de Montréal elle dispute le 400 m et remporte un nouveau titre olympique, battant une nouvelle fois le record du monde en 49 s 28[4].
Elle dispute ses cinquièmes et derniers jeux en 1980 à Moscou, où elle échoue en demi-finale du 400 m après une déchirure musculaire.
Après sa carrière sportive elle assume de nombreuses responsabilités dans le monde du sport, devenant ainsi vice-présidente du comité national olympique polonais en 1988 et présidente de la fédération polonaise d'athlétisme en 1997.