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，吴敏霞超越高敏、郭晶晶成为历史第一人，同时帮助中国队实现了该项目的四连冠。随后，世界杯女子双人3米板决赛中，吴敏霞与何姿合作，以345.30分的成绩夺冠。同年，吴敏霞还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，墨西哥站双人3米板冠军。
2012年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。凭借这一冠，吴敏霞成就了她个人的大满贯伟业。吴敏霞的奥运金牌数累积至4枚，追平了伏明霞、郭晶晶两大天后，成了中国跳水队之最。奥运奖牌数累积至6枚，则追平了李宁、李小双、王义夫、郭晶晶等传奇，成了中国体坛之最。
吴敏霞赵又廷
2013年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，敏霞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，超越了郭晶晶与自己共同保持的五冠记录，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，追平了郭晶晶的纪录，其个人世界冠军数也增至24个。9月，吴敏霞参加了仁川亚运会，这是吴敏霞第4次参加亚运会，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日下午,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。在备受关注的女子双人3米板较量中,重庆姑娘施廷懋发挥出色,与搭档吴敏霞以328.5分的成绩力压各路强敌,成功将冠军头衔收入囊中。
吴敏霞热身
2015年7月26日凌晨，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/施廷懋全程表现近乎完美一路领先，最终以351.30分，领先加拿大组合阿贝尔/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，中国选手施廷懋/吴敏霞以339.60分蝉联女子双人3米跳板冠军，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。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，截至2016年2月，她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。
