Jiao Liuyang compitió en los Juegos Olímpicos de Pekín 2008, donde ganó su primera medalla olímpica, siendo esta de plata en la prueba de 200 m mariposa con un tiempo de 2:04.72 tras su compatriota Liu Zige. En 2009 participó en su primer Campeonato Mundial de Natación, celebrado en Roma en 2009, donde llegó a ganar una medalla de bronce y otra de oro. Dos años después, de nuevo en el campeonato mundial, ganó otras dos medallas. Ya en 2012 volvió a participar en unos Juegos Olímpicos, esta vez en los Juegos Olímpicos de Londres 2012, ganando su primera medalla de oro olímpica, en la prueba de 200 , mariposa con un tiempo de 2:04.06, sacando más de un segundo a la segunda clasificada, Mireia Belmonte y logrando un récord olímpico. A final de año participó en el Campeonato Mundial de Natación en Piscina Corta de 2012, ganando dos medallas de plata.