Zu Beginn ihrer Sportkarriere war Neumannová auch als Mountainbikerin aktiv. Sie wurde Dritte bei der Europameisterschaft 1995 und nahm an den Olympischen Sommerspielen 1996 in Atlanta teil, wo sie den 18. Platz erreichte. Danach konzentrierte sie sich ganz auf den Skilanglauf.
Bei den Olympischen Winterspielen 2006 gewann sie in Pragelato die Silbermedaille im Verfolgungsrennen über 15 Kilometer sowie die Goldmedaille über 30 Kilometer. Eine weitere Goldmedaille kam bei den Nordischen Skiweltmeisterschaften 2007 in Sapporo hinzu, als sie das 10-km-Rennen im Freistil gewann. Dazu kam die Silbermedaille im 15-km-Verfolgungsrennen.
Im Skilanglauf-Weltcup gewann sie 18 Rennen. Zum Sieg in der Weltcup-Gesamtwertung reichte es jedoch nie, 2002 und 2005 wurde sie jeweils Zweite. Neumannová wurde 2006 zur tschechischen Sportlerin des Jahres gewählt. Nach der Saison 2006/07 beendete sie ihre Karriere. Für die Weltmeisterschaften 2009 in Liberec wurde sie 2006 als Ehrenvizepräsidentin berufen, seit August 2007 war sie als Chefin des Organisationskomitees tätig.