Obergfölls første store mesterskap var OL 2004 i Athen, der hun ikke gikk videre til finalen. Under VM 2005 slo hun til med ny personlig rekord med 70,03. Dette var samtidig ny europarekord, og resultatet holdt til sølvmedalje etter Osleidys Menéndez fra Cuba.
I VM 2007 i Osaka satte hun igjen ny personlig rekord i spydfinalen. Denne gangen kastet hun 70,20, og dette resulterte i en ny sølvmedalje, denne gangen bak Barbora Špotáková. Hun deltok også under OL 2008 i Beijing, der hun tok sølv med et kast på 66,13. Špotáková tok gullmedaljen.