Mayer had een Joodse vader. Ze was buiten haar vereniging gezet en geëmigreerd naar de Verenigde Staten.
Onder druk van een mogelijke boycot van Amerikaanse atleten stemde Hitler erin toe dat de 'mischling' Mayer deel kon nemen aan de Spelen in Berlijn van 1936. Ze was er de enige Duitse atlete met een Joodse achtergrond. Daar won Mayer het zilver. Goud en brons waren voor de twee eveneens joodse schermsters Ellen Preis uit Oostenrijk en Ilona Elek uit Hongarije.
Op het ereschavot bracht Mayer de Hitlergroet en droeg ze een hakenkruis op haar schermuniform.
Mayer stierf aan borstkanker kort voordat ze 43 jaar zou worden en nadat ze uit de Verenigde Staten was teruggekeerd naar Duitsland.
