曲云霞1972年12月8日出生于辽宁省大连市，从小喜爱田径运动，尤其擅长中长跑。1988年她被选入辽宁省田径队，师从于著名教练马俊仁，主攻中跑。在教练员的精心指导下，曲云霞的运动成绩提高很快。1990年她以4分13秒67获得第3届世界青年田径锦标赛1500米跑冠军。1991年以2分04秒65和4分26秒01的成绩获得亚洲田径锦标赛800米和1500米的金牌。同年她还在第16届世界大学生运动会上，以4分07秒7获1500米冠军，并破该项亚洲纪录。1992年曲云霞首次参加第25届奥运会，以3分57秒08的成绩获得银牌，成为中国第一位获奥运会中跑项目奖牌的运动员。

1993年是曲云霞运动生涯中最辉煌的以年。她先是以8分28秒71的成绩获第4届世界田径锦标赛3000米金牌，接着在第7届全国运动会上，以3分50秒46的成绩打破了女子1500米世界纪录，轰动国际田坛。这一纪录一直保持至今。1994年第12届亚运会上，曲云霞获得800米和1500米两项冠军。

曲云霞意志品质顽强，训练刻苦认真，通过多年系统训练，她形成了步频快、步幅适中、冲刺能力强的技术风格。曲云霞多次被评选为“全国田径最佳运动员”。