Luego retomó su carrera atlética ya con la mirada puesta en los Juegos Olímpicos de Los Ángeles 1984, que la llevarían al estrellato.
En Los Ángeles Valerie Brisco fue quizá la principal figura del atletismo femenino, al ganar tres medallas de oro, y además ser la primera persona (hombre o mujer) en la historia en ganar los 200 y los 400 metros en unos Juegos.
La historia se repitió en la final de 200 metros, donde se impuso con claridad a otra compatriota suya, Florence Griffith, batiendo también el récord de Estados Unidos con 21,81 y quedándose a solo 7 centésimas del récord mundial.
Sin embargo en 1985 tuvo unas buenas actuaciones acabando la 3ª del ranking mundial tanto en 200 como en 400 metros, con 21,98 y 49,56 respectivamente.
Además de Brisco el cuarteto lo formaban Denean Howard, Diane Dixon y Florence Griffith.