Son ancien entraîneur croyait tellement en elle qu’il la présente à Neil Savin. Il a l’espoir qu’elle va progresser au contact d’un grand technicien. Au départ Savin qui est l’entraîneur du « Drapeau Rouge » la plus fameuse école d’aviron et de canoë d’URSS était sceptique. Cependant, en raison de sa grande capacité de travail, de sa discipline personnelle et de sa détermination, Ludmilla Pinaieva va rapidement commencer à obtenir de bons résultats.

Les deux feront fait la paire jusqu’au terme de la carrière de Ludmilla Pinaieva. Elle reste l’une des plus grandes championnes de kayak de sa génération dans les années 1960.

Elle remporte trois médailles d’or aux Jeux. Deux fois championne olympique en individuelle en kayak en Tokyo 1964 et à Mexico quatre ans plus tard. La première fois, elle s’impose sous le nom de Khvedosyuk, son nom de jeune fille. La deuxième fois sous le nom de Pinaieva car elle s’est mariée dans l’intervalle.

À ces titres olympiques s’ajoute sept titres de championne du monde. Pinaieva disposait d’une force physique supérieure à tous les autres (elle a été mesurée scientifiquement) tout en consommant peu d’énergie. C’est ce qui lui permettait d’assurer des temps impressionnants sur les plans d’eau.