吴敏霞6岁开始练跳水，1994年进入上海跳水队，教练是史惠国。1998年吴敏霞入选国家队，在第14届亚运会上，女子三米板双人项目与郭晶晶组合轻松摘取金牌。 还以609.15分，获得三米板单人银牌。
2002年的第13届世锦赛，吴敏霞获得单人三米板亚军，双人三米板亚军，团体冠军。另外，她还夺得当年国际跳水大奖赛加拿大站单人三米板及双人三米板金牌和美国站单人三米板冠军。
2004年吴敏霞在她的第一届奥运会上和郭晶晶一起夺得了三米板双人冠军，她还夺得单人三米板亚军，成为中国跳水又一个奥运冠军。
雅典奥运会后，吴敏霞曾一度因状态原因被拆散和郭晶晶的金牌组合，但是她以坚持不懈的训练终于回到了第一线。她和郭晶晶的双人三米板是中国跳水队最稳定的夺金点之一，另外吴敏霞还将为自己的首枚单人三米板金牌而奋斗。

2001年 世锦赛女子3米跳板双人冠军
2001年 东亚运动会女子3米跳板冠军
2002年 世界杯女子3米跳板双人、单人亚军，团体冠军
2002年 国际泳联跳水大奖赛加拿大站女子3米板单人、双人冠军
2002年 国际泳联跳水大奖赛美国站女子3米板单人冠军
2002年 全国跳水锦标赛女子1米跳板亚军
2002年 釜山亚运会女子3米板双人冠军、单人亚军
2003年 国际泳联跳水大奖赛澳大利亚站女子3米板双人冠军
2003年 国际泳联跳水大奖赛中国站女子3米板双人冠军、单人亚军
2003年 世锦赛女子3米板双人冠军、单人第三名
2004年 世界杯女子3米板双人冠军、单人第三名
2004年 雅典奥运会女子3米板双人冠军
2005年 国际泳联跳水大奖赛总决赛女子3米板冠军
2005年 国际泳联跳水大奖赛美国站女子3米板冠军
2005年 国际泳联跳水大奖赛珠海站女子3米板单人、双人冠军
2006年 全国跳水锦标赛女子1米板、3米板单人、双人冠军
2006年 第11届世界杯跳水赛女子3米板冠军
2006年 全国跳水冠军赛女子1米板冠军、3米板双人冠军
2007年 世界锦标赛女子三米板亚军
2007年 游泳世界锦标赛女子双人3米跳板冠军
2008年 世界杯赛女子三米板双人冠军（与郭晶晶）
2008年 世界杯赛女子三米板冠军。

2008年北京奥运会跳水比赛拉开战幕，在女子三米跳板双人比赛中，郭晶晶/吴敏霞以343.50总分的成绩毫无悬念夺冠，继雅典奥运会以后，郭/吴组合再度夺取了这个项目的金牌