Participou dos Jogos Pan-Americanos de 2015 representando o Brasil. Em sua primeira apresentação nos jogos, na trave, classificou-se em primeiro lugar.[6] Conquistou uma medalha de bronze por equipes e o bronze individual geral no Pan Americano 2015, fato que não ocorria com uma brasileira há 12 anos.[7] Flávia conquistou desde então inúmeras medalhas em etapas de Copa do Mundo de Ginástica Artística (a maioria delas de ouro). Ela é uma das representantes dos novos talentos olímpicos brasileiros.[8] No Campeonato Mundial de Ginástica Artística de 2023, fez parte da conquista da primeira medalha por equipes do Brasil na história dos campeonatos mundiais.[9]
A primeira competição internacional que Saraiva participou foi o Houston National Invitational, realizado na cidade de Houston, no Texas, onde terminou em 10º lugar no individual geral.[12][13] Em dezembro, competiu no Gimnasíada, realizado em Brasília.[14] No evento, conquistou medalhas de ouro no exercício de solo e trave de equilíbrio, de prata com sua equipe e acabou na sexta colocação nas barras assimétricas.[15]
2014
Flávia começou a temporada de 2014 competindo no World Olympic Gymnastics Academy, ocorrido em Plano, no Texas.[16] Na competição americana, ficou em primeiro na trave de equilíbrio, em segundo com sua equipe e em quinto lugar no concurso individual geral.[17]
Em março do mesmo ano, competiu no Campeonato Pan-Americano Júnior, realizado em Aracaju no Sergipe, como um encontro para a qualificação dos Jogos Olímpicos de Verão da Juventude de 2014.[18] Com excelente desempenho, conquistou o primeiro lugar no solo e individual geral, o segundo com a equipe e o terceiro nas barras e na trave.[19]
Flávia Saraiva fez a sua estreia internacional sênior na Copa do Mundo de Ginástica Artística, na cidade de São Paulo.[22] Ela venceu o exercício de solo, e ficou com a medalha de prata na trave de equilíbrio, atrás da chinesa Shang Chunsong.[23]
Em sua estreia, foi elogiada pela ginasta Simone Biles, dos Estados Unidos, que afirmou que Flávia merecia a medalha de bronze na trave que a própria Biles havia recebido.[29]
Na etapa de Koper, na Eslovênia, da Copa do Mundo de Ginástica Artística de 2017, Flávia ficou com o bronze nas barras assimétricas.[32][33] No dia seguinte, disputou duas finais, sofrendo uma queda no solo que ocasionou uma torção no tornozelo, acabando em oitavo lugar.[34] Já na trave, terminou em quarto atrás da também brasileira Thais Fidelis, que ficou com o bronze.[34]
Além disso, também classificou-se para as finais do evento de exercício de solo e trave de equilíbrio. Durante a final do individual geral, terminou em sétimo lugar.[45] Durante as finais do evento, ela terminou em sexto lugar na trave e em quarto lugar nos exercícios de solo.[39][46]
Em 5 de dezembro de 2020, foi noticiado que a atleta testou positivo para COVID-19, junto com uma colega da Seleção Brasileira de Ginástica, Rebeca Andrade; o que resultou em seu afastamento dos treinos físicos para ter o isolamento social e recuperar totalmente.[49]
Em 28 de dezembro de 2020, foi anunciado oficialmente que Flávia havia entrado para a lista dos embaixadores do Jogos Escolares Brasileiros (JEB's) de 2021, durante gestão ministerial de Onyx Lorenzoni (DEM).[50]
2021
Nos Jogos Olímpicos, Flávia sofreu uma lesão em seu tornozelo na última passada do solo durante as fases qualificatórias, não completando os aparelhos restantes e tendo se apresentado somente na trave e no solo.[51] Contudo, a ginasta ainda conseguiu se classificar para as finais da trave e, apesar da lesão, competiu e terminou em sétimo lugar.[52]
2023
Na Copa do Mundo de Ginástica Artística de 2023, realizada em Paris, na França, Flávia Saraiva fez uma grande exibição na final de trave e terminou a final com a terceira melhor nota.[53] Nas barras assimétricas terminou na sexta colocação. Saraiva também foi finalista no solo, onde foi a sexta colocada.[53]
No Campeonato Mundial de Ginástica Artística de 2023, realizada em Antuérpia, na Bélgica fez parte da conquista da primeira medalha por equipes do Brasil na história dos campeonatos mundiais, juntamente com Rebeca Andrade, Jade Barbosa, Lorrane Oliveira e Júlia Soares.[54] Também, conquistou a medalha de bronze no solo, sendo sua primeira medalha individual em campeonatos mundiais.[55] No selecionado brasileiro, viajou para os Jogos Pan-Americanos de 2023, realizados em Santiago no Chile.[56] Com as atletas, Rebeca Andrade, Jade Barbosa, Carolyne Pedro e Júlia Soares, conquistaram a prata na categoria por equipe, sendo superadas apenas pela equipe estadunidense.[57] Em categorias individuais, conquistou medalhas de prata no individual geral, na trave e no solo.[58][59][60] Também nas categorias individuais, ganhou medalha de bronze nas barras assimétricas, tornando-se a ginasta mais vencedora em Jogos Pan-Americanos, com o total de cinco medalhas.[61]
2024
Nos Jogos Olímpicos de Verão de 2024, realizado em Paris, Flávia Saraiva assegurou o inédito bronze geral por equipes ao lado do resto da seleção feminina. A seleção estadunidense garantiu o ouro, seguido por uma alta pontuação da seleção italiana. Apesar de um início desfavorável, a seleção brasileira conseguiu se levantar no ranking nas últimas rotações - garantindo, então, o inédito pódio. [10]
Ainda em Paris, Flávia foi 9° colocada na categoria Individual Geral.