Skriv en fortsættelse til dette afsnit - Ved Sommer-OL 2008 i Beijing vandt hun en guldmedalje med 4×100 m freestyle-stafetten. Hun gjorde det sammen med Inge Dekker, Ranomi Kromowidjojo og Marleen Veldhuis i en tid på 3:33.76, kun 0,14 fra deres egen verdensrekord. Dagen efter konkurrerede hun individuelt i 200 m individuel medley, hvor hun sluttede 28. i løbet af heaterne. Heemskerk var den ledende svømmer i begge 4 × 200 m freestyle
og 4×100 m medley relæ, som begge ikke kvalificerede sig til finalen.