2007年，李晓霞参加了萨格勒布世乒赛，在淘汰王楠之后成功与张怡宁会师女单决赛，但是最终只获得亚军。对于时隔一年之后的北京奥运会，世乒赛亚军的成绩明难以让人信服，再加上随后几次没能抓住机会获得好的表现，李晓霞最终还是落选了北京奥运会。但是，在随后的女乒世界杯上，憋着一口气的李晓霞成功夺冠，这也是她第一个世界冠军。
在接下来很长的一段时间里，李晓霞却始终原地踏步，还被当时主教练施之皓点名批评。在卧薪尝胆2年之后，李晓霞在2010年广州亚运会上豪取女团、女单和女双三枚金牌，进一步巩固了她在国乒的地位。2011年鹿特丹世乒赛，状态并不是非常出色的李晓霞在决赛中输给了小队友丁宁，再一次无缘世乒赛冠军。
所幸，一向稳扎稳打的李晓霞还是凭借积分优势获得了伦敦奥运会的女单入场券。在不被人看好的情况下，李晓霞从始至终专心训练，成功与队友丁宁会师女单决赛。2012年伦敦奥运会，那场在丁宁和李晓霞之间展开的、被裁判搅局的女单决赛成了那届奥运会的头条新闻，李晓霞顶住压力，最终摘得女单冠军。随后，又和队友丁宁、郭跃一起获得了女团冠军，成功站上最高领奖台。
2013年，势头正猛的李晓霞如愿以偿获得了巴黎世乒赛女单冠军，也成为了继邓亚萍、王楠、张怡宁之后的第四位女乒大满贯。除此之外，李晓霞还和双打搭档郭跃一起，实现了世乒赛女双三连冠。在团体赛中，李晓霞也是当之无愧的主力，是教练组最放心的一环。
