4年之后，鲁道夫已成长为一个体型修长、面容姣美的姑娘。她两腿长得出奇，体型像个时装模特儿。由于她跑姿优美，动作协调，步幅大而轻松，弹跳有力，速度惊人，许多田径专家们惊叹：看鲁道夫赛跑，简直是一种美的享受，使人获得美的启迪。
1960年７月９日在科珀斯·克里斯蒂，鲁道夫以22秒９的成绩，刷新了澳大利亚女运动员贝蒂·卡思伯特保持的女子200米跑的世界纪录，成为世界上第一位突破这一项目“23秒大关”的女运动员。由于她跑得像羚羊一般的迅速，所以获得了“黑羚羊”的绰号。
罗马奥运会女子田径100米跑的预赛，鲁道夫起跑虽不算太快，但当她跑出10～15米以后，便风驰电掣般超越了对手。当时，世界各国的体育评论员已经看出，在罗马根本没有她的对手。果然，鲁道夫以11秒３平了女子100米跑的世界纪录，接着，在100米决赛时，她以11秒获得了金牌，可惜因风速（＋2752米／秒）超过规定，未被承认为世界纪录。
翌日，在200米跑的预赛中，鲁道夫再接再厉，以23秒２创造了女子200米跑的奥运会纪录；决赛中，她又以24秒的成绩获得了第二枚金牌，罗马及来自世界各地的观众均为她喝彩、为她所倾倒。
９月７日，鲁道夫作为美国４×100米接力跑的最后一棒队员参加角逐，她与队员同心协力，配合默契，以44秒４的成绩创造了世界纪录；９月８日，美国队在决赛中一马当先，４个人如火箭发射器那样，以强大的推动力，用44秒５的成绩独占鳌头。鲁道夫独得了３枚金灿灿的金牌！