W swoim dorobku ma także 4 medale olimpijskie (3 z Vancouver i 1 z Turynu), jest też podwójna mistrzynią świata i brązową medalistka mistrzostw w Libercu (2009), zdobywczynią Pucharu Świata, wicemistrzynią świata juniorów i dwukrotną młodzieżową mistrzynią świata.

W przedostatnim dniu igrzysk olimpijskich w Vancouver, w 2010 r., biegaczka z Kasiny Wielkiej po fantastycznym pojedynku z Norweżką Marit Bjoergen, została mistrzynią w biegu na 30 km techniką klasyczną. Na trasach w Whistler Kowalczyk zdobyła jeszcze srebrny medal w sprincie na 1,4 km i brązowy w biegu łączonym na 15 km (2x7,5 km techniką klasyczną i dowolną).

Pierwsze punkty w zawodach Pucharu Świata Kowalczyk zdobyła 19 grudnia 2001 roku w Asiago. Później kilkakrotnie zajmowała miejsca tuż za pierwszą dziesiątką. Ponadto zdobywała kilkakrotnie tytuł mistrzyni Polski, medale mistrzostw świata juniorów i Uniwersjady.

Podczas Mistrzostw Świata w Oberstdorfie w 2005 r. osiągnęła wyniki najlepsze w historii startów polskich biegaczek narciarskich. Zostały jednak anulowane po testach antydopingowych, w których wykryto w jej organizmie środek znajdujący się na liście zabronionych leków. W czerwcu 2005 r. zdyskwalifikowano ją na 2 lata. Zakaz startów został skrócony do kilku miesięcy po odwołaniu Justyny, wyjaśniającym, że przyjmowała lek na ból ścięgna Achillesa.


Sukcesy

7 stycznia 2006 - po raz pierwszy stanęła na podium zawodów Pucharu Świata, zajmując 3. miejsce w biegu na 10 km techniką klasyczną w Otepää (Estonia).

24 lutego 2006 - zdobyła brązowy medal na igrzyskach olimpijskich w Turynie w biegu na 30 km techniką dowolną ze startu wspólnego.

27 stycznia 2007 - osiągnęła historyczny sukces, wygrywając po raz pierwszy zawody o Puchar Świata (był to jednocześnie premierowy triumf Polki w dziejach PŚ w biegach narciarskich).

22 stycznia 2008 - w Canmore, wygrała drugie zawody w Pucharze Świata i w następnych dniach jeszcze dwukrotnie stawała na podium.

19 lutego 2009 - zajęła 3 miejsce na Mistrzostwach Świata w Libercu (bieg na 10 kilometrów).

21 lutego 2009 - osiąga ponowny sukces zdobywając złoty medal w biegu na 15 kilometrów (7,5 kilometra techniką klasyczną i 7,5 kilometra techniką dowolną).

28 lutego 2009 - zdobyła złoty medal na MŚ w Libercu w biegu na 30 km techniką dowolną.

Luty 2010 - Na olimpiadzie w kanadyjskim Vancouver zdobyła trzy medale - złoty w biegu na 30 km, srebrny w sprincie i brązowy w biegu łączonym.

Wygrana w Tour de Ski

1. miejsce w kalsyfikacji generalnej Pucharu Świata


2011
Mistrzostwa świata - Oslo, Norwegia

2. miejsce na 10 km techniką klasyczną, 2. miejsce w biegu łaczonym 2x7,5 km, 3. miejsce w biegu na
30 km techniką dowolną ze startu wspólnego,

Wygrana w Tour de Ski

1. miejsce w klasyfikacji Generalnej Pucharu Świata

2012
Wygrana w Tour de Ski