Als Nachwuchsläuferin gewann Danilowa bei den Juniorenweltmeisterschaften 1989 im norwegischen Vang gemeinsam mit Inessa Jarkowa, Natalja Sajewa und Jelena Grenros Gold mit der sowjetischen 4-mal-5-Kilometer-Staffel und außerdem im Einzelrennen über 5 Kilometer die Bronzemedaille. Im Folgejahr konnte sie bei den Juniorenweltmeisterschaften 1990 im französischen Les Saisies eine Gold- und eine Bronzemedaille im Einzel gewinnen und wurde der sowjetischen Mannschaft erneut Weltmeisterin im Staffelwettbewerb, diesmal gemeinsam mit Olga Kosmatschewa, Irina Pridannikowa und Walentina Smirnowa. Bei den Olympischen Winterspielen 1998 in Nagano gewann sie drei Medaillen: Gold im 15-km-Lauf und mit der Staffel sowie Silber im Verfolgungsrennen. Weitere vier Goldmedaillen gewann sie bei Weltmeisterschaften mit der russischen Staffel, hinzu kommen vier Silber- und drei Bronzemedaillen in Einzelrennen.
Danilowa gewann bei den Olympischen Winterspielen 2002 in Salt Lake City die Goldmedaille im Verfolgungsrennen und die Silbermedaille über 10 km. Allerdings konnte in der Dopingkontrolle bei ihr die Verwendung von Darbepoetin nachgewiesen werden. Nach einer Verurteilung durch den Internationalen Sportgerichtshof im Dezember 2003 wurden ihr die Medaillen im Februar 2004 durch das IOCaberkannt.[1] Aufgrund dieser Vorfälle war sie 2002 mit einer zweijährigen Wettkampfsperre bestraft worden, nach deren Ende sie nicht wieder zu Rennen antrat.