Ennis vann 2005 Junior-EM i sjukamp. Året efter blev hon trea i sjukamp vid Samväldesspelen 2006 i Melbourne. Vid Europamästerskapen i Göteborg 2006 noterade hon ett nytt personligt rekord på 6 287 poäng men det räckte bara till en åttonde plats. Den placeringen förbättrade hon i femkampen vid inomhus EM i Birmingham 2007 då hon slutade sexa. Vid VM 2007 i Osaka började Ennis bra med seger på både 100 meter häck och 200 meter. Men i kastgrenarna nådde hon inte ända fram och hon slutade på en fjärde plats. Hon noterade även nytt personligt rekord på 6 469 poäng.
Vid VM 2009 i Berlin vann hon överlägset guld i sjukamp efter att ha noterat 6 731 poäng. Året därpå, i juli 2010, satte hon nytt personligt rekord och mästerskapsrekord då hon vann guld i sjukampen i EM i Barcelona, Spanien. 2012 vann hon OS-guld i London.