Vandenberg voksede op i Moraga, Californien, og svømmede for Campolindo High School og Orinda Aquatics. Hun var medlem af det amerikanske hold, der vandt bronzemedaljen i kvindernes 4×200 meter freestyle-stafet
ved Sommer-OL 2008 i Beijing. Hun vandt også sølvmedaljer ved World University Games i 2005 og ved World Swimming Championships i 2007 i kvindernes 200 meter sommerfugl. Fire år senere vandt hun en guldmedalje i samme begivenhed ved Pan American Games i Guadalajara i 2011.