„Harminc éven át a víz volt az otthonom, egy szentély, ahol megnyugvást és erőt találtam. Attól a pillanattól kezdve, hogy gyermekként először raktam a lábam a medencébe, tudtam, hogy valami varázslatosat fedeztem fel. A víz hűvös ölelése olyan volt, mintha hazatértem volna, egy hely, ahol a gravitáció megszűnt létezni, és minden egyes kartempó közelebb vitt az álmaimhoz”– írta Hosszú Katinka, aki 2003-ban mutatkozott be a felnőtt mezőnyben.

Első nagy sikerét 2008-ban az eindhoveni Európa-bajnokságon aratta, amikor 400 méter vegyesen ezüstérmet nyert. A római világbajnokságon 2009-ben ugyanebben a számban diadalmaskodott, ekkor az Egyesült Államokban Dave Salo irányításával készült. 2012-ben a debreceni Európa-bajnokságon három aranyat nyert, és a dobogóra esélyesként utazott ki a londoni olimpiára, ahol 400 méter vegyesen a számára csalódást jelentő negyedik helyen zárt.

Shane Tusup irányításával Hosszú versenyről versenyre járt, a világkupa-viadalokon halmozta az érmeket, 2015-ben a kazanyi világbajnokságon hatalmas fölénnyel nyerte a 200 és 400 méter vegyest, előbbi számban 2:06.12 perces világrekorddal diadalmaskodott, ami a mai napig él. A riói játékokra toronymagas favoritként utazott ki, és a két vegyesúszó számban nem is tudták megszorongatni, ráadásul a hosszabbik távon hatalmas világcsúccsal győzött, ezen kívül meglepetésre 100 méter háton is első lett, míg 200 méter háton másodikként csapott célba.

Hosszú 2017-ben a budapesti világbajnokságon is a legnagyobb sztár volt a Duna Arénában, ahol ismét duplázott vegyesúszásban, aztán 2019-ben a kvangdzsui világbajnokságon is mindkétszer a csúcsra ért. Rövidpályán is fantasztikusan szerepelt karrierje során, a 25 méteres medencében rendezett világbajnokságokon 17 arany-, 8 ezüst- és 2 bronzérem került a neve mellé, ez a magyar úszósport teljes rövidpályás kollekciójának csaknem 60 százaléka.