Od1999 wielokrotnie reprezentowałaRosję wPucharze Federacji, ale nie znalazła się w składzie zwycięskiej ekipy w 2004. Znacznie przyczyniła się do obrony Pucharu przez Rosjęrok później, wygrywając w finale dwa mecze w grze pojedynczej, zAmélie Mauresmo iMary Pierce, oraz grę podwójną w parze zDinarą Safiną.
W 2009 roku została odznaczona Orderem Honoru, nadawanym za zasługi cywilne, przez prezydenta RosjiDmitrija Miedwiediewa.
29 października 2010 wDosze ogłosiła zakończenie kariery zawodowej.
W 1999 zaczęła reprezentować Rosję drużynowo w Pucharze Federacji.
Znaczące rezultaty zaczęła odnosić w2000. Awansowała wówczas jako pierwsza Rosjanka do półfinału wielkoszlemowegoUS Open 2000, gdzie przegrała zLindsay Davenport. Miesiąc później dotarła do finałuturnieju olimpijskiego w Sydney, 2000 w grze pojedynczej, gdzie uległaVenus Williams. Po raz pierwszy znalazła się w czołowej piętnastce rankinguWTA (nr 12 pod koniec roku), oraz otrzymała nagrodę tejże organizacji, przyznawanej zawodniczce, która w ciągu sezonu poczyniła największe postępy.
W2003 wygrała swoje pierwsze turnieje – na wyspie Amelia Island u brzeguFlorydy, gdzie w półfinale pokonała liderkę rankingu WTAJustine Henin-Hardenne, a w finale – wiceliderkę, Lindsey Davenport.
Wygrała turnieje na wyspieBali i wSzanghaju, gdzie w obu finałach jej rywalką byłaChanda Rubin. Zakończyła sezon awansem do najlepszej dziesiątki rankingu WTA i występem w końcoworocznym turniejuWTA Finals.
Utrzymała miejsce w dziesiątce rankingu WTA, gdzie jej historycznie najwyższa pozycja w singlu to nr 4 –25 października2004, dzięki dwukrotnemu udziałowi w finałach wielkoszlemowych. Wiosną nie sprostałaAnastazji Myskinie weFrench Open 2004, w pierwszym w historii finale w singlu z udziałem dwóch Rosjanek. Późnym latem, w kolejnym rosyjsko-rosyjskim finaleUS Open 2004, lepsza okazałaSwietłana Kuzniecowa.
W obronie medalu olimpijskiego z Sydney, odpadław Atenach, 2004 w singlu już w I rundzie z późniejszą brązową medalistką,AustralijkąAlicią Molik. Również w I rundzie odpadła w deblu w parze z Anastasiją Myskiną (która była tak bliska pokonaniaBelgijki Justine Henin w pamiętnym meczu o finał, a po załamaniu się podczas prowadzenia z Justine Henin, również przegrała z Alicią Molik, o brąz). W rankingu WTA uplasowała się na koniec roku na 6. pozycji.
Rok2005 był wielkoszlemowo wyrównany dla Diemientiewej, bowiem dotarła do IV rundy w pierwszych trzech turniejach, a nawet do 1/2 finału wUS Open 2005. Utrzymała się na 8. pozycji w rankingu WTA.
Sezon2006 rozpoczęła od ogromnej wpadki, odpadając w pierwszej rundzieAustralian Open 2006 zJulią Schruff. W lutym wygrała swój pierwszy turniej kategorii I,Pacific Life Open wTokio, pokonując w finale powracającą do tenisa wielokrotną mistrzynię tego turnieju,Martinę Hingis. Następnie doszła do ćwierćfinału turnieju wAntwerpii i do półfinału turnieju na wyspie Amelia Island.
Natomiast, w sezonie na kortach ziemnych, do jej najlepszych wyników należały zaledwie półfinał w turnieju wWarszawie i ćwierćfinał w turnieju wRzymie.
Lepiej spisała się w sezonie na kortach trawiastych. Dotarła do półfinału turnieju w’s-Hertogenbosch, gdzie uległaMichaëlli Krajicek, oraz do ćwierćfinałuWimbledonu 2006, w którym przegrała ponownie z Mariją Szarapową.
Po dłuższej przerwie zagrała w sierpniu: doszła do ćwierćfinału turnieju wSan Diego, po czym wygrała w turnieju wLos Angeles, eliminując po drodze Mariję Szarapową.
W turnieju wNew Haven zagrała jedynie dwa mecze. NaUS Open 2006 dotarła do ćwierćfinału, gdzie przegrała zJeleną Janković. natomiast, w ćwierćfinale w turnieju wLuksemburgu uległaAgnieszce Radwańskiej (rewanż za ćwierćfinałJ&S Cup 2006). Do jej ważniejszych osiągnięć w końcówce sezonu należy półfinał turnieju w Moskwie.
Diemientjewa ponownie (tradycyjnie) wzięła udział w WTA Tour Championships, gdzie jednak spotkała ją przykra niespodzianka, bowiem przegrała wszystkie mecze grupowe: z Mariją Szarapową, Swietłaną Kuzniecową iKim Clijsters.
Nie obroniła tytułu zTokio, ulegając Martinie Hingis. W pierwszym meczu w Antwerpii skreczowała przeciwkoJelenie Lichowcewej.
Wkrótce, w czasie treningów odniosła kontuzję. Jak się okazało, było to złamanie żeber, które wykluczyło ją z gry na trzy miesiące. Wróciła na korty w maju w Warszawie, odpadła jednak w drugiej rundzie z Venus Williams. Trzy tygodnie później triumfowała w turnieju na kortach ziemnych w Stambule. W drugim secie finału, jej rywalka,Aravane Rezaï, zmuszona była poddać mecz z powodu kontuzji.
Rozstawiona z nr 11 naAustralian Open dotarła w singlu do charakterystycznej dla siebie IV rundy (po raz czwarty, drugi z rzędu), przegrywając z rozstawioną z nr 5, późniejszą mistrzynią, Mariją Szarapową 2:6, 0:6. Po turnieju nadal plasowała się na 11. miejscu w rankingu WTA. Potem osiągnęła półfinałOpen Gaz de France, gdzie odpadła po porażce z WęgierkąÁgnes Szávay 3:6, 6:1, 5:7. W lutym wygrałaBarclays Dubai Tennis Championships, eliminując po drodze, takie zawodniczki jak:Patty Schnyder,Alona Bondarenko,Ana Ivanović,Francesca Schiavone orazSwietłana Kuzniecowa. WSony Ericsson Open iFamily Circle Cup dotarła odpowiednio do ćwierćfinału i półfinału turniejów. WQatar Telecom German Open dotarła do finału, gdzie przegrała z inną RosjankąDinarą Safiną. Następnie wystąpiła wStambule, osiągając kolejny finał, w którym musiała uznać wyższość PolkiAgnieszki Radwańskiej. WeFrench Open odpadła w ćwierćfinale, po kolejnej porażce z Safiną. Diemientjewa prowadziła w tym spotkaniu 6:4, 5:2 i miała piłkę meczową, jednakże przegrała 6:4, 6:7(5), 0:6. W czerwcu awansowała na 5. pozycję w rankingu WTA. Kolejnym turniejem, w którym wzięła udział byłOrdina Open w’s-Hertogenbosch. Rosjanka dotarła tam do półfinału, doznając następnej porażki z Dinarą Safiną. Rozstawiona z nr 5 naWimbledonie osiągnęła najlepszy wynik w karierze. Rosjanka wyeliminowała z turnieju m.in.Szachar Pe’er iNadieżdę Pietrową. W półfinale Jelena musiała uznać wyższość AmerykankiVenus Williams, z którą przegrała 1:6, 6:7(3).
WielkoszlemoweUS Open okazało się kolejnym sukcesem Rosjanki, doszła bowiem aż do półfinału ulegając dopiero SerbceJelenie Janković 4:6, 4:6. Powróciła dzięki temu na swoje najwyższe jak dotąd, czwarte miejsce w rankingu WTA.
Sezon 2009 rozpoczęła od dwóch wygranych turniejów. WAuckland, pokonując w finaleJelenę Wiesninę 6:4, 6:1, i wSydney, gdzie wygrała ze swoją rodaczkąDinarą Safiną 6:3, 2:6, 6:1. WAustralian Open została rozstawiona z nr 4 i w półfinale przegrała zSereną Williams 3:6, 4:6. WParyżu doszła do finału, lecz dość nieoczekiwanie przegrała zAmélie Mauresmo 6:7, 6:2, 4:6. Na turniejuFrench Open doszła do III rundy, gdzie przegrała zSamanthą Stosur 3:6, 6:4, 1:6. NaWimbledonie doszła do drugiego półfinału w tym sezonie, gdzie przegrała z Sereną Williams 7:6, 5:7, 6:8. W sierpniu wToronto wygrała swój 14 turniej w pokonującMariję Szarapową 6:4, 6:3. NaUS Open doszła do II rundy gdzie przegrała z rewelacją turniejuMelanie Oudin 7:5, 4:6, 3:6. Na turnieju kończącym sezon wDosze nie wyszła z grupy. W pierwszym meczu wygrała zVenus Williams 3:6, 7:6, 6:2. W drugim meczu przegrała z Sereną Williams 2:6, 4:6, a w trzecim przegrała zeSwietłaną Kuzniecową 3:6, 2:6. Sezon 2009 skończyła na 5 miejscu w rankinguWTA.
Na turnieju wSydney obroniła ubiegłoroczny tytuł pokonując w finaleSerenę Williams 6:3, 6:2. WAustralian Open doszła do II rundy przegrywając z powracającą na światowe kortyJustine Henin 5:7, 6:7, po Australian Open spadła w rankingu na 8 miejsce. WParyżu doszła do finału w którym wygrała zLucie Šafářová 6:7, 6:1, 6:4. Po tym turnieju udała się doDubaju, gdzie w III rundzie przy wyniku 4:6, 1:1 musiała poddać meczDanieli Hantuchovej. W turnieju wIndian Wells doszła do ćwierćfinału, gdzie przegrała zAgnieszką Radwańską 4:6, 3:6. Na turnieju wMiami I rundę miała wolną, a w II przegrała z Justine Henin 3:6, 2:6.
29 października 2010 wDosze, po ostatnim meczu fazy grupowejSony Ericsson Championships 2010 (nie wyszła z grupy), ogłosiła zakończenie zawodowej kariery.