2011年，國羽尋找新的女單選手，並開始為奧運會做準備的時候，李雪芮並不在候選名單內。當時，國羽最受期待的女單選手是王儀涵，二號女單則是王適嫻，不過進入2012年後，李雪芮迎來了大爆發，她在3個月裏連續拿到4項國際賽事冠軍，還創造了30連勝的佳績。雖然從個人技術來看，李雪芮並不如王適嫻，但她的外戰成績過於耀眼，為了保證倫敦奧運會沖金成功，教練組臨時決定撤換王適嫻，讓李雪芮頂上去，當時她只有21歲。
倫敦奧運會賽場，李雪芮的表現並沒有辜負人們的期待，她壹路過關斬將殺入決賽，成功和隊友王儀涵會師，並憑借出色的表現，拿到了寶貴的奧運金牌，延續了中國羽毛球女隊的輝煌。在那之後，李雪芮成為國羽壹號女單，並在2013年拿到羽聯總決賽冠軍，職業生涯達到巔峰。李雪芮最厲害的地方在於，她最擅長打外戰，無論是個人戰還是團體戰，她都能保持極佳狀態，特別是在尤伯杯和蘇迪曼杯賽場，她就像壹堵外國選手無法逾越的高墻。
不過在2016年奧運會半決賽中，李雪芮韌帶撕裂導致無緣決賽，國羽也因此丟掉了女單金牌。在那之後，李雪芮逐漸淡出賽場，並於2019年軍運會後退役。李雪芮的丈夫喬斌也是國羽運動員，職業生涯最突出的成就是湯姆斯杯冠軍，兩人於2019年12月結婚。如今的李雪芮在重慶大學擔任教師，喬斌則是專業隊教練，這對夫妻以後或許也能培養出壹位世界冠軍。