Elle se classa également quatrième dans le 1 000m.
Elle finit première dans les quatre distances inscrites au programme des Championnats du monde en 1963. Lorsque les Jeux Olympiques d'hiver en 1964 s'ouvrirent à Innsbruck, Lidiya Skoblikova était la grande favorite du 1 000m, du 1 500m et du 3 000m, mais rares étaient ceux qui croyaient en ses chances dans le 500m, la première course de patinage de vitesse féminin des Jeux.
Et pourtant, c'est elle qui monta sur la plus haute marche du podium. Le lendemain, Lidiya Skoblikova établissait un record olympique dans le 1 500m, l'emportant de 2 secondes et 90 centièmes - l'écart le plus important enregistré dans l'histoire de cette épreuve. Elle fut également sacrée championne olympique dans le 1 000m et dans le 3 000m, devenant ainsi la première concurrente à s'adjuger quatre médailles d'or au cours d'une même édition des Jeux d'hiver. C'est aussi la première athlète pratiquant un sport d'hiver à avoir obtenu six médailles d'or durant sa carrière, et c'est aujourd'hui encore la seule femme de l'histoire des Jeux d'hiver à s'être adjugée six médailles d'or dans des épreuves individuelles.