Hämäläinen เข้าร่วมการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกฤดูหนาวปี 1984 ที่เมืองซาราเยโวในฐานะนักเล่นสกีข้ามประเทศหญิงชั้นนำของฟินแลนด์ โดยได้รับรางวัลชนะเลิศระดับประเทศในการแข่งขันระยะ 5, 10 และ 20 กม. (พ.ศ. 2526) ที่ซาราเยโว เธอกวาดรางวัลแต่ละรายการจนกลายเป็นฟินน์คนแรกในรอบ 60 ปีที่คว้าเหรียญทองสามเหรียญ เธอครองสนามทั้งในการแข่งขันระยะ 5 และ 10 กม. เธอยังได้รับชัยชนะในการแข่งขันระยะทาง 20 กม. อันทรหด ซึ่งเป็นการแข่งขันที่เพิ่มเข้ามาใหม่สำหรับผู้หญิงในปีนั้น การเดินนอร์ดิก โดยเอาชนะ Raisa Smetanina คู่แข่งจากโซเวียตของเธอด้วยเวลา 41.7 วินาที Hämäläinen ผู้เพิ่มเหรียญทองแดงในการวิ่งผลัด 4 × 5 กม. เป็นนักแสดงที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดในซาราเยโว