2008 m. vasaros olimpinėse žaidynėse Pekine ji laimėjo aukso medalį 4×100 m laisvosios stiliaus švaisto varžybose. Ji tai padarė kartu su Inge Dekker, Ranomi Kromowidjojo ir Marleen Veldhuis 3:33.76 metu, tik 0,14 nuo jų pačių pasaulio rekordų. Kitą dieną ji varžėsi individualiai 200 metrų individualų medley, kur ji baigė 28-ąją per karščius. Heemskerk buvo pagrindinis plaukėjas 4 × 200 m laisvu stiliumi
ir 4 × 100 m medley šalia, kurios abi nebuvo kvalifikuotos į finalą.