2004年，牛剑锋分别于世乒赛赢得了女团项目冠军、南韩公开赛女单赛得亚军，并于希腊、新加坡公开赛赢得了女双冠军，更于雅典奥运的女子双打项目铜牌赛中苦战7局，最后以4:3，战胜南韩组合，夺得了铜牌。1年后，牛剑锋于十运会为河北队取得女子双打及女子团体赛的铜牌。2005年，牛剑锋于11月赢的世界排名为第2，仅次于张怡宁。2007年，牛剑锋从国家队退役，其后曾前往法国俱乐部打球。2008年，牛剑锋与男友刘志强结束8年爱情长跑，结为夫妇。2009年，牛剑锋正式结束球员生涯，后转型成为一名北京体育大学的教师。