Już jako reprezentantka Australii po raz pierwszy zagrała w finale w lutym 2010 w Kuala Lumpur u boku siostry Ariny. W ćwierćfinale wyeliminowały najwyżej rozstawione Alisę Klejbanową i Yan Zi. Z Ałłą Kudriawcewą zostały wicemistrzyniami w maju w Strasburgu po porażce z Alizé Cornet i Vanią King. Trzeci tytuł w swojej kolekcji, a pierwszy w nowych barwach narodowych, zdobyła Rodionowa w czerwcu w ’s-Hertogenbosch. W sierpniu razem z Carą Black osiągnęła najlepszy wynik wielkoszlemowy – półfinał – w ramach US Open 2010 i awansowała do czołowej trzydziestki klasyfikacji WTA.
W styczniu 2011 odnotowała pierwszy ćwierćfinał Australian Open (z Black), a potem doszła do tej samej fazy turnieju podczas French Open i Wimbledonu (z Pietrową). Z Galiną Woskobojewą awansowała do finału w Moskwie.
W lutym 2012 zdobyła swoje czwarte mistrzostwo – w parze z Sanią Mirzą w Pattaya. Z Nurią Llagosterą Vives zagrała w półfinałach w Dubaju i Dosze, a razem z siostrą doszła do tego etapu w Kopenhadze. Z rodaczką Jarmilą Gajdošovą znalazła się w ćwierćfinale French Open, wyrównując swój najlepszy wynik z paryskiej imprezy. W półfinale w Montrealu z Galiną Woskobojewą przegrały z późniejszymi mistrzyniami, Klaudią Jans-Ignacik i Kristiną Mladenovic.