单人季军，在雅典奥运和2008年北京奥运会上与郭晶晶合作夺得会女子3米跳板双人项目的金牌。2005年，吴敏霞与师姐郭晶晶在世界大学生运动会的女子3米板中夺得金牌和银牌。在十运会中，两人又再次夺得同一个项目的金牌和银牌。2008年于北京奥运会上于郭晶晶共同获得双人3米跳板金牌并在单人3米跳板中获得铜牌。2012年，吴在伦敦奥运与何姿合作夺得女子3米跳板双人项目的金牌，在单人3米跳板项目中她首次夺得金牌，这也是她在个人跳水项目的首面奥运金牌。2016年，吴敏霞在里约奥运上与施廷懋组合再战女子双人