Kuandika mwendelezo kwa aya hii - Katika 2008 Summer Olimpiki katika Beijing yeye alishinda medali ya dhahabu na 4 × 100 m freestyle relay. Alifanya hivyo pamoja na Inge Dekker, Ranomi Kromowidjojo na Marleen Veldhuis kwa wakati wa 3:33.76, 0.14 tu nje ya rekodi yao ya ulimwengu. Siku iliyofuata alishindana kibinafsi katika mbio za mita 200 ambapo alimaliza wa 28 wakati wa joto. Heemskerk alikuwa kuongoza-off mchezaji katika wote 4 × 200 m freestyle
na 4×100 m medley relays, wote wawili ambao hawakuwa na sifa kwa ajili ya fainali.