Keleti Ágnes 1948-ban kijutott a londoni olimpiára, viszont a játékokon mégsem szerepelhetett, mert balszerencsés módon az utolsó edzések egyikén bokaszalag-szakadást szenvedett. Négy évvel később, a helsinki olimpiai játékokon már megmutathatta, mire képes. Ekkor már harmincegy esztendős volt – a legtöbb tornász ennyi idősen már régen befejezte pályafutását. 1952-ben a finn fővárosban műszabadgyakorlatával aranyérmet, összetett csapatban ezüstérmet, felemás korláton és a kéziszercsapat tagjaként bronzérmet szerzett. Pályafutása csúcsára 1956-ban, Melbourne-ben ért fel: talajon megvédte címét, aranyat nyert gerendán, felemás korláton és a kéziszercsapat tagjaként, egyéni összetettben és csapatban ezüstérem került a nyakába. A játékok legeredményesebb versenyzője lett, egyben a legidősebb tornásznő, aki aranyérmet szerzett.

Tíz olimpiai érmével a legeredményesebb magyar sportolók rangsorában Gerevich Aladár (10 medál ebből 7 arany) mögött a második, öt aranyérmével minden idők ötödik legeredményesebb magyar olimpikonja. Múlt hét szerdán szívelégtelenséggel és légzési nehézségekkel került kórházba, ahol tüdőgyulladást állapítottak meg nála. Halálával Charles Coste lett a legidősebb élő olimpiai bajnok, a francia kerékpáros 1948-ban Londoban lett aranyérmes.

Melbourne-ből nem tért haza. 1957-ben Izraelben telepedett le, egy ottani magyarhoz ment férjhez, két fia született. A rendszerváltás után ment Magyarországra először. Meghatározó szerepet vállalt az izraeli tornasport megteremtésében, 1958 és 1980 között az izraeli válogatott szövetségi kapitánya volt, eközben felkészítette az olasz válogatottat a római olimpiára. 1957 és 1980 között az izraeli Testnevelési Főiskola torna tanszékének vezető tanára volt. Legfőbb feladatának az iskolai testnevelés fejlesztését tekintette, és ennek érdekében a tanárképzés magasabb színvonalának megteremtését tűzte ki célul. 1983 és 1988 között a Maccabi Tel-Aviv, majd a Ráánai Torna Klub tornaszakosztályának edzőjeként tevékenykedett. Nemzetközi bíróként is dolgozott, csak 75 évesen választotta a nyugdíjas életformát.

1949-ben a Magyar Köztársasági Sportérdemérem arany fokozatát, 1951-ben a Magyar Népköztársasági Érdemrend V. fokozatát és a Magyar Népköztársaság kiváló sportolója címet, 1954-ben a Magyar Népköztársaság Érdemes Sportolója címet kapta. 1981-től a Zsidó Sporthírességek Csarnokának (International Jewish Sports Hall of Fame) tagja. 1995-ben MOB Olimpiai aranygyűrűt kapott, 2002-ben a Nemzetközi Torna Szövetség (FIG) beválasztotta a Hírességek Csarnokának (Hall of Fame) tagjai közé, 2003-ban MOB Érdeméremmel tüntették ki, 2004-ben megkapta a Nemzet Sportolója címet.