Nella categoria seniores il primo risultato di prestigio è il bronzo agli Europei indoor di Vienna 2002. Nello stesso anno arriva anche la prima grande affermazione con l'oro conquistato agli Europei di Monaco di Baviera. L'anno successivo vince i Mondiali indoor a Birmingham e quelli all'aperto a Saint-Denis, dove s'impone all'attenzione del grande pubblico anche grazie al punteggio notevolissimo (7 001 punti); a fine anno riceve la medaglia d'oro dello Svenska Dagbladet, il premio assegnato dal quotidiano Svenska Dagbladet al miglior sportivo svedese dell'anno.[1]
Ad Atene nel 2004 è oro olimpico e nel 2005 vince l'Euroindoor a Madrid ed il Mondiale a Helsinki. Nel 2006 si conferma campionessa europea di eptathlon agli Europei di Göteborg, dove ottiene anche un sesto posto nella gara del salto in lungo. Nel 2007 arriva ad Ōsaka il terzo alloro mondiale, insieme al nuovo primato europeo: 7 032 punti.
La Klüft è uno dei pochi atleti al mondo, sia uomini che donne, ad essersi aggiudicata le 5 principali competizioni internazionali di atletica leggera: Giochi olimpici, Mondiali all'aperto e indoor, titolo continentale all'aperto e indoor.
Il passaggio ai salti
Il 19 marzo 2008 annuncia la sua decisione lasciare l'eptathlon per concentrarsi sul salto in lungo e sul salto triplo,[2] rinunciando così a difendere l'oro olimpico di Atene 2004 a Pechino. L'atleta svedese afferma di non avere più la motivazione necessaria per competere ad alto livello nell'eptathlon, non escludendo tuttavia un suo ritorno futuro a questa disciplina.[3]
Il 2 settembre 2012 al Finland-Sweden athletics international disputato a Göteborg conclude ufficialmente la propria carriera agonistica correndo una frazione della staffetta 4×400 metri.[4]
Record nazionali
Seniores
Salto in lungo indoor: 6,92 m (Budapest, 7 marzo 2004)