Cuthberts genombrott kom när hon som 18-åring slog världsrekordet på 200 meter just innan OS skulle hållas på hemmaplan i Melbourne1956. Väl vid OS vann hon både 100 meter och 200 meter och ingick dessutom i det australiska stafettlag som vann guld på 4 x 100 meter.
Inför OS 1960 satte Cuthbert världsrekord på både 200 meter och 220 yards men skadade sig och kunde inte delta vid OS. Hon valde därför att sluta sin karriär.
Två år senare gjorde hon comeback inför Samväldesspelen och var med i det australiska stafettlag som vann guld på 4 x 110 yards.
Vid Olympiska sommarspelen 1964 valde hon att bara tävla på den nya distansen 400 meter och vann sin fjärde guldmedalj.