在2004年，中国足协成立了首支女足国少队，李东娜和马晓旭都是那批幸运儿，并参加了2005年在韩国举行的女足亚青赛，最终在决赛中点球输给日本而获亚军。

2007年世界杯，李冬娜入选了大名单，虽然在比赛中她没能获得上场机会，但李冬娜仍然认为这是一种难得的荣誉和宝贵的财富。

2015年5月代表中国女足参加加拿大女足世界杯。

2015年6月21日，中国女足在世界杯1/8决赛中迎战喀麦隆女足，第12分钟李冬娜助攻王珊珊打入全场唯一入球，帮助女足1：0取胜，成功闯入八强。

2016年3月，李冬娜拿到了2016赛季女超联赛的参赛证，新赛季将身披大连女足战袍为家乡球队而战。