14 августа 1996 года установила мировой рекорд в беге на 1 милю — 4.12,56, а через девять дней, 23 августа 1996 года, — мировой рекорд в беге на 1000 м — 2.28,98. В течение 23 лет являлась мировой рекордсменкой в беге на милю в открытых помещениях[2].
Свою спортивную карьеру начала как бегунья на 800 метров. На этой дистанции она в 1991 году выиграла последний в истории чемпионат СССР и завоевала путёвку на мировое первенство. На чемпионате мира 1991 года в Токио она заняла 8 место.
На протяжении 1992 и 1993 годов было несколько небольших успехов, например, серебро на зимнем чемпионате мира 1993 года, однако большую часть этих двух сезонов она была вынуждена пропустить из-за травм. На Олимпийские игры 1992 года в Барселоне она не попала. На два следующих сезона прервала свою спортивную карьеру. В 1994 году она вышла замуж за известного велогонщика Асята Саитова и переехала в Испанию, где он тогда выступал. 1994 и 1995 годы посвятила семейной жизни, рождению и воспитанию дочери Анастасии, а также залечиванию травм.
В 1996 году вернулась в большой спорт. Возвращение получилось триумфальным — решила соревноваться как на дистанции 800 метров, так и на полутора километрах, и выиграла чемпионат России на обеих дистанциях, получив право стартовать на них на Олимпийских играх в Атланте 1996 года.
На олимпийской 800-метровке главными фаворитками были знаменитые спортсменки Мария Мутола из Мозамбика и кубинкаАна Фиделия Кирот, однако с первых метров возглавила финальный забег и лидировала до самого финиша, оставив именитых соперниц позади. Ещё более сенсационной стала её победа на «непривычной» 1500 метровой дистанции, принесшая статус двукратной олимпийской чемпионки.
В следующем году на чемпионате мира в Афинах вновь заявилась на две дистанции, однако дали о себе знать старые травмы — в полуфинальном забеге на 1500 метров она вынуждена была сойти из-за болей в ахилловом сухожилии.
Это были последние крупные успехи, она участвовала в сиднейской Олимпиаде 2000 года, но после квалификационных забегов снялась из-за травмы. В 2003 году она объявила о завершении спортивной карьеры.
В апреле 2012 года в Московском педагогическом государственном университете защитила диссертацию на соискание ученой степени кандидата исторических наук.[источник не указан 1326 дней]
С января 2003 года работает спортивным телекомментатором в компании НТВ+. Принимает участие в различных телевизионных шоу.
Летом 2011 года заняла пост директора московского Дворца детского спорта. В сентябре между ней и Федерацией скалолазания России разгорелся конфликт. По указанию Мастерковой скалодромы дворца были закрыты, президент Федерации в открытом письме обратился с призывом к увольнению бывшей легкоатлетки[5].
В 2020 году приняла участие в музыкальном телешоу «Маска» в образе Тучи и в шестом выпуске была разоблачена, даже несмотря на то, что она не была угадана никем из жюри.
Личные рекорды
Дистанция
Время
Место проведения
Дата
400 м
53.12
08.07.1992
800 м
1:55.87
Москва
18.06.1999
1000 м
2:28.98 WR
Брюссель
23.08.1996
1500 м
3:56.77*
Цюрих
14.08.1996
1 миля
4:12.56 WR
Цюрих
14.08.1996
Если учитывать личный рекорд в беге на 1 милю (1609 м), то неофициальным лучшим результатом на 1500 м является 3:55.45[источник не указан 1428 дней].