2005年モントリオールでの世界長水路選手権において、リレー選手として世界デビューを果たす。4x100m自由形と4x200m自由形の予選のみに出場。2006年にはヨーロッパ長水路選手権およびヨーロッパ短水路選手権に出場するが個人種目では決勝進出ならず。 2007年の世界長水路世界選手権では、4x100m自由形でインヘ・デッカー、ラノミ・クロモウィジロ、マルリーン・フェルトハイスと共にリレーに出場し銅メダルを獲得する。2007年デブレツェンでのヨーロッパ短水路選手権で、100m自由形の決勝で6位、200m自由形では10位の成績を収める。

2008年5月のヨーロッパ長水路選手権では、前年の世界選手権で銅メダルを獲得したときと同じチームメンバーで4x100m自由形を競い世界記録を樹立するが、4x200mのリレーでは同メンバーで出場するも4位に終わる。個人種目では惜しくも準決勝進出ならず。翌月のマンチェスターで行われた世界短水路選手権では、4x200mと4x100mのフリーリレーで2個の世界記録を樹立すると、200m自由形でも国内記録を更新し個人として初の銀メダルを獲得した。2008年6月の国内選手権では、200m自由形、200mメドレー、100m背泳ぎの3種目で国内記録を下回る結果となった。

2008年北京オリンピックで「オランダのマドンナたち」として話題になり、4x100mのフリーリレーでは自分たちの持つ世界記録にわずか0.14及ばなかったものの、3:33.76で見事に金メダルを獲得。また2008年リエカでのヨーロッパ短水路世界選手権では、200m自由形でフェデリカ・ペレグリニに次いで2位。2009年ローマ長水路世界選手権で、ヘームスケルクのチームは4大会連続(ヨーロッパ長水路、世界短水路、オリンピック、世界長水路)4x100m自由形リレーの頂点に立つという世界初の偉業を成し遂げた。その時には3:31.76の世界記録も達成している。

そして12月、イスタンブールでのヨーロッパ短水路選手権では、得意とする200m自由形でレーザー・レーサー・エリートを着用し銅メダルを獲得した。