1997年，曹磊进入大庆体校进行训练，1998年，她在黑龙江省女子少年举重58公斤级比赛中夺得金牌，随后进入黑龙江省队。2000年的
中华人民共和国第九届运动会，曹磊抓举以110.5公斤的成绩打破了110公斤的
世界纪录。2001年在
全国女子举重锦标赛和
亚洲锦标赛中夺得冠军。2002年，曹磊进入国家队。2003年，她在
亚非运动会比赛中获得举重冠军。2004年，在全国锦标赛女子69公斤级比赛中获得总成绩、挺举、抓举冠军。2006年，曹磊在
世界举重锦标赛比赛中获得女子75公斤级总成绩、挺举冠军，抓举亚军。
2008年4月，曹磊在亚洲锦标赛上包揽女子75公斤级三枚
金牌，蝉联该级别亚锦赛冠军。2008年8月，曹磊在北京奥运会女子举重75公斤级比赛中夺得金牌，并一举打破该项目的抓举、挺举和总成绩三项奥运会纪录。2009年10月19日，曹磊在第十一届
中华人民共和国全国运动会举重女子75公斤级比赛中以275公斤的总成绩获得冠军。2009年12月10日，在
香港特别行政区进行的
东亚运动会动会女子举重75公斤级比赛中，曹磊摘得冠军，并以112公斤的抓举成绩刷新东亚运纪录。2017年1月13日，因兴奋剂违规，曹磊在北京奥运会取得的成绩被取消，
金牌被收回。
1983年12月24日，曹磊出生在
河北省秦皇岛市山海关区的一个体育世家，父亲曾经练过摔跤，
伯父也练过武术。3岁时，曹磊对父亲练功用的石锁产生兴趣，就此与体育结缘，后在父亲的鼓励下练起田径。
上小学后，曹磊在学校田径运动会上总能拿到冠军。10岁时，身高1.4米的曹磊便能两手端起液化气罐一口气走百米。11岁，在一次运动会上，市体校的一位举重教练相中了曹磊。 1997年，
大庆市体校曾经培养出世界冠军的举重教练
齐锡富到山海关为体校招生，曹磊被教练相中，进入了大庆体校。
1998年7月，曹磊在
黑龙江省女子少年举重58公斤级比赛中夺得金牌。随后在参加全国比赛时，曹磊被省队教练刘洪琦相中，进入了黑龙江省队。2000年的第九届全国运动会，曹磊抓举以110.5公斤的成绩打破了110公斤的世界纪录。
2001年，在
全国女子举重锦标赛中，曹磊夺得冠军，同年她还在亚洲锦标赛中拿到冠军。2001年1月，曹磊被选入国家队。2003年的
亚非运动会，曹磊获得第一名，同年的世青赛她又拿到总成绩、挺举第一，抓举第二。2004年在全国锦标赛女子69公斤级比赛中，曹磊获得总成绩、挺举、抓举冠军。在2005年
中华人民共和国第十届运动会举重比赛中，曹磊获得第四名。同年的
东亚运动会，曹磊又拿到了69公斤级举重比赛的冠军。
2006年，一直是69公斤级选手的曹磊被要求增加体重，参加75公斤级的比赛。2006年10月6日，在
世界举重锦标赛上，曹磊获得女子75公斤级总成绩、挺举冠军，抓举亚军。同年10月18日，曹磊又获得
全国女子举重冠军赛暨北京奥运会选拔赛获得75公斤级的冠军，并确保了
2006年多哈亚运会的赛资格。同年12月，曹磊参加了多哈亚运会比赛并以抓举120公斤、挺举152公斤、总成绩272公斤，超过第二名二十二公斤的成绩拿到了女子75公斤级举重的冠军。。2007年9月25日，在
清迈世锦赛75公斤级比赛中，曹磊夺得总成绩和挺举两枚
金牌，抓举银牌，蝉联了世锦赛冠军，其中总成绩286公斤也是平了世界纪录。
2008年4月，曹磊在亚洲锦标赛上包揽女子75公斤级三枚金牌，蝉联该级别亚锦赛冠军。2008年8月15日，在北京
奥运会女子举重75公斤级比赛中，曹磊夺得金牌并一举打破该项目的抓举、挺举和总成绩三项奥运会纪录，成绩为抓举128公斤、挺举154公斤、总成绩282公斤。
2009年10月19日，曹磊在第十一届
中华人民共和国全国运动会举重女子75公斤级比赛中以275公斤的总成绩获得冠军。同年在韩国高阳举重世锦赛上，曹磊收获三枚银牌，成绩分别为抓举121公斤、挺举148公斤和总成绩269公斤。2009年12月10日，在
香港特别行政区进行的东亚运动会女子举重75公斤级比赛中，曹磊摘得冠军，并以112公斤的抓举成绩刷新东亚运纪录。2010年11月18日，在
2010年广州亚运会举重女子75公斤级比赛中，曹磊以22公斤之差获得银牌，成绩为265公斤。
进入大庆体校后，我发现曹磊的
身体素质、协调性、肌肉质量都是一流的，经过系统训练后必定前途无量，曹磊平时开朗活泼，但在训练中刻苦认真，我只需要把问题点给她，后面的事她会自己在训练中琢磨，我最大的担心，可能就是怕她练多了受伤。——举重教练齐锡富