2006年，吴敏霞获得全国跳水锦标赛女子1米板冠军、女子3米板冠军，并在全国跳水冠军赛中夺得女子3米板冠军；7月，获得世界杯跳水赛女子单人3米板冠军。

2007年，吴敏霞与郭晶晶搭档获得世锦赛女子双人3米板的冠军，并获得女子单人3米板亚军。

2008年2月，吴敏霞获得第16届国际泳联跳水世界杯女子双人3米板冠军与女子单人3米板冠军；8月，北京奥运会，吴敏霞再次与郭晶晶夺得女子双人3米板金牌，并且在女子单人3米板比赛中，又收获一枚奥运铜牌。

2009年5月，全国跳水冠军赛在陕西省跳水中心举行。吴敏霞在女子3米板比赛中，以出色的发挥夺得金牌；7月，罗马游泳世锦赛获得女子1米板亚军；12月，第五届东亚运动会跳水比赛中，获得女子双人3米板冠军。

2010年6月，吴敏霞在世界杯女子3米跳板决赛中夺得银牌；双人3米板比赛中，搭档何姿携手获得女子双人3米板冠军；10月，全国跳水锦标赛在重庆举行，摘得女子1米跳板桂冠。

2011年7月，吴敏霞在上海世锦赛女子单人3米板决赛中夺得冠军，首次登上世锦赛单人最高领奖台。女子双人3米板决赛中，吴敏霞与搭档合作，毫无悬念地夺取金牌，这枚金牌也让吴敏霞追平郭晶晶的世锦赛五冠纪录；9月，全国跳水锦标赛女子单人3米板，吴敏霞仅以5.70分之差获得亚军。

2012年2月25日，吴敏霞跳水世界杯女子单人3米板决赛中，以368.95分力压队友何姿夺得冠军，这是她第三次在世界杯赛中问鼎，超越高敏、郭晶晶成为历史第一人，同时帮助中国队实现该项目的四连冠；随后，世界杯女子双人3米板决赛中，吴敏霞与搭档合作，以345.30分的成绩夺冠；同年，获得国际泳联跳水系列赛阿联酋迪拜站双人3米板冠军，单人3米板冠军，北京站双人3米板冠军，莫斯科站女子单人3米板亚军，墨西哥站双人3米板冠军；8月，伦敦奥运会上，吴敏霞带领首次参加奥运会的师妹何姿以364.20的高分轻松摘得女子双人3米板金牌。随后，在女子单人3米板决赛中，吴敏霞用完美的5跳，以414.00的惊人高分轻松夺冠。凭借这一枚金牌，吴敏霞实现个人运动生涯大满贯。

至此，吴敏霞的奥运金牌数累积至4枚，追平伏明霞、郭晶晶两大天后，成为中国跳水队之最。奥运奖牌数累积至6枚，则追平李宁、李小双、王义夫、郭晶晶等传奇，成为中国体坛之最。

2013年1月，吴敏霞连续第二年赢得国际泳联颁发的最佳女子跳水运动员荣誉；3月15日，国际泳联跳水系列赛北京站在水立方开幕。吴敏霞与施廷懋搭档，出征女子双人3米板比赛，以336.60的总分拿下冠军；7月21日，与施廷懋在世锦赛女子双人3米板决赛中以338.40分的成绩夺冠，帮助中国队实现该项目的七连冠。这块金牌也是吴敏霞第六次获得世锦赛女子双人3米板冠军，超越郭晶晶与自己共同保持的五冠纪录，成为该项目的历史第一人。

2014年7月，吴敏霞与施廷懋搭档，轻松获得世界杯女子双人3米板冠军。吴敏霞个人第5次拿到世界杯双人3米板冠军，追平郭晶晶的纪录，其个人世界冠军数也增至24个；9月，参加仁川亚运会，这是她第4次参加亚运会，使她成为中国跳水选手参赛次数最多者。随后，吴敏霞与施廷懋联手获得了女子双人3米板冠军，并将运动员个人获得亚运会金牌的纪录提高到了5枚。

2015年3月13日，由国际泳联主办的2015年世界跳水系列赛北京站的角逐,在国家游泳中心(水立方)正式拉开战幕。女子双人3米板中，吴敏霞与施廷懋发挥出色，以328.5分的成绩力压各路强敌,成功将冠军头衔收入囊中；7月26日，2015年世界游泳锦标赛跳水比赛女子双人3米跳板决赛中，吴敏霞与施廷懋全程一路领先，最终以351.30分，领先加拿大组合阿贝尔与瓦雷31.83分的巨大优势轻松卫冕，为中国队赢得在本届世锦赛上的第二枚金牌，这也是吴敏霞职业生涯拿到的第8枚世锦赛金牌，其中在女子双人3米板项目上便夺下7金，而世锦赛奖牌总数更是达到14枚。

2016年2月22日，在巴西里约热内卢进行的跳水世界杯比赛，中国选手吴敏霞/施廷懋以339.60分蝉联女子双人3米跳板冠军，这是中国队在该项目上的世界杯七连冠，也是吴敏霞获得的第9个跳水世界杯冠军。由此，吴敏霞成为中国第一位30岁以上夺得世界冠军的女子跳水选手。

截至2016年2月，吴敏霞是跳水世界杯上夺冠次数最多的女运动员，也与田亮并列成为夺得跳水世界杯金牌最多的运动员；同时，吴敏霞在世界三大赛上获得的双人赛冠军总数更是达到了15次，也是排在世界第一。

2016年8月8日，吴敏霞搭档施廷懋以总分345.60分夺得女子双人3米板金牌，为中国队赢得在2016年里约奥运会上的第二枚金牌，同时也是吴敏霞个人的第五枚奥运金牌，与邹凯并列成为中国奥运史上夺金最多的运动员。拿到这枚金牌后，吴敏霞奥运奖牌数达到7枚（5金1银1铜），成为中国奥运史上第一人。

2016年12月14日，吴敏霞正式宣布退役，于12月20日在水立方举行退役仪式；12月15日，获选2016中国十佳劳伦斯冠军奖最佳女运动员。

2018年3月9日，吴敏霞亮相国际泳联世界系列赛北京站场边，在看台参加国际泳联国际级裁判评估项目。

2024年9月13日，据上海“看看新闻News”的消息，奥运五金王、跳水名将吴敏霞已经担任了上海跳水队的教练。

在奥运会女子跳水项目中赢得最多奖牌：2016里约热内卢奥运会上，吴敏霞在女子双人三米跳板项目中赢得个人第七枚奥运奖牌，刷新纪录。

北京时间2016年8月8日凌晨4时，里约奥运会跳水女子双人三米板比赛，中国运动员吴敏霞、施廷懋夺冠军。其男友张效诚到场加油助威，更是首次在公众面前曝光。张效诚就职于田径协会，两人是姐弟恋。2017年5月12日，张效诚向吴敏霞求婚成功；5月17日，与张效诚登记结婚；10月5日，在陕西富平举办婚礼。

2018年7月，吴敏霞在参加志愿者活动时透露怀孕；12月19日晚，张效诚晒出照片，宣布女儿诞生。2021年8月，宣布怀二胎。2022年2月7日，二胎儿子出生。

自从与郭晶晶搭档后，吴敏霞免不了被拿来与其比较。在女子三米板上，吴敏霞一直难以称雄，雅典和北京奥运会，她分别在该项目拿到银牌和铜牌，郭晶晶则两夺桂冠，也被冠以了 “千年老二”称号。

吴敏霞的身材即使不能算几十年罕见，也是10年一遇。（教练袁连英 评）

吴敏霞能吃苦、不服输。队里开展腰腹练习计时赛，只要有人比她快，她就暗下决心，一定要在下回赢过人家。虽然嘴上不说，内心总是希望做到完美。她总是默默努力，直到实现自己的目标。（教练史惠国 评）

吴敏霞不是一般的有信念，她的坚持让每一个人都敬佩。虽然她成为不了郭晶晶那样的天才运动员，但我想她可以通过自己的力量改变一些东西。（教练刘恒林 评）

吴敏霞的天赋并不及郭晶晶和何姿，她完全是靠后天的努力取得如今的成就。而她也是公认的“玻璃人”，没人明白她到底付出了多少才取得了如今的成绩。（教练刘恒林 评）

吴敏霞是一位伟大的运动员。她克服了那么多的伤病，经历了这么多的荣誉和光环，真的是伟大！祝贺她！我为她骄傲，为中国跳水队骄傲！（领队周继红 评）

霞姐平时训练很认真，我觉得她是我跳水生涯中见过的最刻苦的运动员。（中国跳水运动员施廷懋 评）

相比于高敏、伏明霞和郭晶晶等前几任跳水“一姐”，吴敏霞似乎少了那么点霸气、才气与灵气，但她身上所独有的静气却也非其他几位跳水“一姐”所能及。事实上，也正是这一份静气，成就了吴敏霞今日的一切。（人民日报 评）

吴敏霞身上最可贵的品质，在于静静的承受和忍耐，在于把一件常人只能欣赏其外在美，而无法模拟和想象内在苦的运动，耗费无数日夜钻研打磨以最完美的方式呈现出来。无论和哪个队友配合都安静镇定一气呵成。（新浪网 评）

2008年10月31日，中国跳水运动员于芬和周继红的“奖金门”事件愈演愈烈，吴敏霞在某网站的博客发表题为《支持中国跳水队》的博文，力挺跳水队领队周继红。随后，不少网友纷纷对吴敏霞的言论发出质疑，认为其言论不合时宜。之后吴敏霞删除博客文章，并另发一篇作澄清并致以歉意。