W 2006 roku wzięła udział w igrzyskach olimpijskich w Turynie. Już w swoim pierwszym starcie, biegu na 3000 m, Wüst zdobyła złoty medal, zostając tym samym najmłodszą w historii holenderską mistrzynią olimpijską w łyżwiarstwie szybkim. W zawodach tych wyprzedziła bezpośrednio Renate Groenewold i Kanadyjkę Cindy Klassen. Tydzień później była czwarta w biegu na 1000 m, przegrywając walkę o medal z Niemką Anni Friesinger. Indywidualne występy zakończyła zdobyciem brązowego medalu na 1500 m, plasując się za Cindy Klassen i jej rodaczką, Kristiną Groves. Na tych samych igrzyskach wystartowała też w biegu drużynowym, jednak Holenderki zakończyły rywalizację na szóstej pozycji. Na rozgrywanych cztery lata później igrzyskach olimpijskich w Vancouver we wszystkich swoich startach zajmowała miejsca w czołowej dziesiątce, jednak na podium stanęła tylko raz. Rywalizację na dystansie 1500 m zakończyła na pierwszym miejscu, wyprzedzając Kristinę Groves i Czeszkę Martinę Sáblíkovą. Najlepsze wyniki osiągnęła podczas igrzysk olimpijskich w Soczi w 2014 roku, gdzie w pięciu startach zdobyła pięć medali. Holenderka wygrała już w otwierającym rywalizację biegu na 3000 m, wyprzedzając Martinę Sáblíkovą o ponad sekundę i Rosjankę Olgę Graf o ponad dwie sekundy.