Nonostante un divieto di due anni per un test positivo per il Norandrosterone nel 2003, Herasimenja è tornata a vincere medaglie d'oro sia ai Campionati europei che a quelli mondiali.
Ai Campionati mondiali di nuoto 2011, ha vinto la medaglia d'oro nei 100 metri stile libero, pareggiata con la danese Jeanette Ottesen con il tempo di 53"45. Alle Olimpiadi estive del 2012 ha vinto due medaglie d'argento nei 50 e 100 metri stile libero. Alle Olimpiadi estive del 2016 ha vinto la medaglia di bronzo nei 50 metri stile libero con il tempo di 24"11. Ha inoltre vinto due medaglie di bronzo nei 50 metri dorso ai Campionati mondiali del 2007 e del 2017.
Il 7 agosto 2019 ha annunciato il ritiro dalle competizioni.
Durante le proteste bielorusse del 2020, seguenti alle elezioni che mantennero alla guida del Paese l'autocrate Aljaksandr Lukašėnka, Herasimenja è stata responsabile dei giovani e dello sport nella gestione nazionale anti-crisi, un governo ombra creato dal Consiglio di coordinamento bielorusso per il trasferimento pacifico del potere. Al vertice di Belarussian Sport Solidarity Foundation,creata per aiutare gli atleti incarcerati o minacciata, Herasimenja finanzia la Fondazione mettendo all'asta le sue medaglie.[1]
Herasimenja, accusata di "minaccia alla sicurezza e all'economia nazionale", vive in esilio a Vilnius. Nel 2021 ha detto al "Corriere della Sera": "Se non sei allineato al regime in Bielorussia ti basta poco per finire in galera".[2]
