Mileisyte zakwalifikowała się do zawodów na 50 m swobodnym stylu kobiet.
na Letnich Igrzyskach Olimpijskich w Pekinie w 2008 roku, wyprzedziwszy standard FINA B z czasem 26,32 w wyścigu na czas z Seven Hill Trophy w Rzymie we Włoszech. Wygrała szóstą rundę o 0,28 sekundy przed Anną-Lizą Mopio-Jane z Papui-Nowej Gwinei w rekordowym czasie 26,19 sekundy. Mileisyte nie awansowała do półfinału, gdyż zestawiła swoje trzydzieści dziewiąte miejsce z dwukrotną olimpianką i pływakem South Carolina Gamecocks Sharntelle McLean z Trynidadu i Tobago w eliminacjach wstępnych.