随后把7岁的刘诗雯也带到广州伟伦体校去；到刘诗雯入选广东省队后，她的母亲也辞掉工作，搬到广东陪伴女儿。2003年，11岁的刘诗雯初次代表广东出战城运会团体赛，便接连打败张莹莹、常晨晨及姜华珺等国家队队员，技惊四座。至2004年2月，刘诗雯被召入中国国家乒乓球队二队，并率先在7月举行的亚洲少年乒乓球锦标赛取得了团体和女双冠军；其后，她又赢得世界少年乒乓球挑战赛女单冠军，以及世界青年乒乓球锦标赛的女双、混双和团体冠军。至年底，她在队内循环赛拿到第一名，以13岁之龄入选国家女乒一队。2007年，16岁的刘