In 2021 op de Olympische Spelen in Tokio kwalificeerde ze zich aanvankelijk voor de vloer- en de sprongfinale. Ze kon niet door naar de meerkampfinale hoewel ze een zeer goed resultaat neerzette, aangezien er slechts twee gymnastes per land door mogen per finale (Biles en Lee). Nadat Simone Biles zich echter terugtrok wegens haar mentale gezondheid, was Carey toch ook gekwalificeerd voor de meerkampfinale. Ze werd uiteindelijk achtste wegens een val van de balk.[5]
In de sprongfinale eindigde ze laatste door een misstap tijdens haar aanloop.[6]
De volgende dag werd ze olympisch kampioen in de vloerfinale, voor het zilver van Vanessa Ferrari en het gedeelde brons van Mai Murakami en Angelina Melnikova.[7]
In 2024 vertegenwoordigde ze haar land op de Olympische Spelen in Parijs samen met Simone Biles, Jordan Chiles, Sunisa Lee, en Hezly Rivera. In de kwalificatieronde viel ze tijdens haar vloerroutine en zei ze dat ze zich niet goed voelde.[12] Daarna kon ze zich herpakken voor haar sprong, waardoor ze doorging naar de sprong- en de teamfinale. Met het team wonnen ze goud, en op sprong pakte ze de bronzen medaille, na Biles en Andrade.[13]