En los Juegos Olímpicos de Sydney 2000 quedó octava en dúo. En los de Atenas de 2004, logró con el equipo español la cuarta plaza en el modalidad de equipos. Gracias a los resultados obtenidos en el Campeonato Europeo de Natación de 2008, Gemma Mengual es la única nadadora del mundo que ha conseguido cuatro medallas de oro en unos campeonatos del mundo o europeos. Entre otras actividades suyas, es de reseñar que es licenciada en gemología, que ha sido portada de revistas como "Sport Life", "Línea" y "Man", o que diseña los trajes de baño del equipo de natación sincronizada. Desde el 2005, mantiene una relación sentimental con el actor Enrique Arce. El gran tirón de Gemma Mengual no ha pasado desapercibido para los anunciantes. Marcas como Puma, Vogue, Gres de Bresa o DIR ya han contado con sus servicios, y el resultado son unas fotos impresionantes. Tras haber demostrado de sobra su saber hacer en la piscina, Gemma Mengual sorprendió a propios y extraños por sus dotes como modelo. Su debut en la pasarela tuvo lugar en la pasalera Gaudí, en 2004, cuando desfiló en traje de baño para la diseñadora Dolores Cortés.