2004年,在(zai)世界杯(bei)短池賽俄羅斯站200米(mi)混合(he)泳(yong)中,劉子歌獲(huo)得金牌。同年,隨(sui)著(zhu)教練金煒轉會到上海(hai),成為上海(hai)寶山體育局寶山游(you)泳(yong)學(xue)校的一名學(xue)生(sheng)。?
2005年,劉子歌(ge)進入上(shang)海游泳隊。?
2007年(nian),進(jin)入中國(guo)國(guo)家隊(dui)。
2008年(nian)4月(yue),在全國游泳(yong)冠軍(jun)賽暨奧運會選拔賽中(zhong)獲(huo)得(de)(de)女(nv)子200米蝶泳(yong)冠軍(jun),并取得(de)(de)北京(jing)奧運會參賽資格;8月(yue)14日,劉子歌在北京(jing)奧運會女(nv)子200蝶泳(yong)比(bi)賽中(zhong),以2分04秒18獲(huo)得(de)(de)金牌,并打破了世(shi)界紀錄。
2009年4月(yue)(yue),在(zai)全國游(you)泳(yong)(yong)冠(guan)軍(jun)(jun)賽(sai)(sai)200米(mi)(mi)(mi)蝶(die)泳(yong)(yong)獲(huo)得(de)銀牌,7月(yue)(yue),在(zai)羅馬世(shi)(shi)錦賽(sai)(sai)獲(huo)得(de)200蝶(die)泳(yong)(yong)亞(ya)(ya)(ya)軍(jun)(jun),10月(yue)(yue),在(zai)十(shi)一運會上(shang),以(yi)56秒(miao)07獲(huo)得(de)100米(mi)(mi)(mi)蝶(die)泳(yong)(yong)冠(guan)軍(jun)(jun),并打(da)破亞(ya)(ya)(ya)洲(zhou)紀(ji)錄(lu)(lu);以(yi)2分01秒(miao)81獲(huo)得(de)200米(mi)(mi)(mi)蝶(die)泳(yong)(yong)冠(guan)軍(jun)(jun),超過了澳大利(li)亞(ya)(ya)(ya)選手斯(si)奇普(pu)保持(chi)的(de)2分03秒(miao)41的(de)世(shi)(shi)界(jie)紀(ji)錄(lu)(lu);還與隊(dui)(dui)友(you)合(he)作獲(huo)得(de)女子(zi)(zi)4×100米(mi)(mi)(mi)混合(he)泳(yong)(yong)金(jin)(jin)牌。11月(yue)(yue),在(zai)世(shi)(shi)界(jie)杯短(duan)池游(you)泳(yong)(yong)系列(lie)賽(sai)(sai)斯(si)德(de)哥爾摩站(zhan),以(yi)2分02秒(miao)50獲(huo)得(de)金(jin)(jin)牌,并打(da)破了世(shi)(shi)界(jie)紀(ji)錄(lu)(lu)。在(zai)國際(ji)泳(yong)(yong)聯短(duan)池游(you)泳(yong)(yong)世(shi)(shi)界(jie)杯賽(sai)(sai)柏林站(zhan),獲(huo)得(de)女子(zi)(zi)200米(mi)(mi)(mi)蝶(die)泳(yong)(yong)冠(guan)軍(jun)(jun),以(yi)2分00秒(miao)78打(da)破世(shi)(shi)界(jie)紀(ji)錄(lu)(lu)。同年12月(yue)(yue),獲(huo)得(de)第五屆東亞(ya)(ya)(ya)運動會女子(zi)(zi)200米(mi)(mi)(mi)蝶(die)泳(yong)(yong)金(jin)(jin)牌、亞(ya)(ya)(ya)洲(zhou)游(you)泳(yong)(yong)錦標(biao)賽(sai)(sai)女子(zi)(zi)200米(mi)(mi)(mi)蝶(die)泳(yong)(yong)金(jin)(jin)牌。2010年2月(yue)(yue),在(zai)短(duan)池游(you)泳(yong)(yong)世(shi)(shi)錦賽(sai)(sai)女子(zi)(zi)200米(mi)(mi)(mi)蝶(die)泳(yong)(yong)決賽(sai)(sai)中(zhong),劉(liu)子(zi)(zi)歌開始(shi)150米(mi)(mi)(mi)一路領先,但后勁不足,最終以(yi)2分04秒(miao)78僅列(lie)第五。在(zai)女子(zi)(zi)4×100米(mi)(mi)(mi)混合(he)泳(yong)(yong)接(jie)力中(zhong),與隊(dui)(dui)友(you)合(he)作獲(huo)得(de)金(jin)(jin)牌。
2011年(nian)4月(yue)(yue)(yue),在全國游泳(yong)冠(guan)軍(jun)賽,獲得(de)女子(zi)(zi)50米(mi)蝶(die)(die)泳(yong)第五名(ming)、100米(mi)蝶(die)(die)泳(yong)冠(guan)軍(jun)、200米(mi)蝶(die)(die)泳(yong)冠(guan)軍(jun)。同年(nian)11月(yue)(yue)(yue),在短池世界杯北(bei)京站女子(zi)(zi)100米(mi)蝶(die)(die)泳(yong)獲得(de)第四名(ming)、女子(zi)(zi)200米(mi)蝶(die)(die)泳(yong)第四名(ming)。同年(nian)8月(yue)(yue)(yue),在倫敦奧(ao)運會女子(zi)(zi)200米(mi)蝶(die)(die)泳(yong)僅(jin)獲得(de)第八名(ming)。同年(nian)11月(yue)(yue)(yue),短池游泳(yong)世界杯系列賽北(bei)京站獲得(de)女子(zi)(zi)100米(mi)蝶(die)(die)泳(yong)第五名(ming)、女子(zi)(zi)200米(mi)蝶(die)(die)泳(yong)第三名(ming);同年(nian)12月(yue)(yue)(yue),世界短池游泳(yong)錦標(biao)賽獲得(de)女子(zi)(zi)100米(mi)蝶(die)(die)泳(yong)獲得(de)第二(er)名(ming)、女子(zi)(zi)200米(mi)蝶(die)(die)泳(yong)第四名(ming)。
2013年,全國游(you)泳冠(guan)軍(jun)賽(sai)女子200米蝶泳獲得(de)第二(er)名;同(tong)年8月,世界游(you)泳錦標賽(sai)女子200米蝶泳獲得(de)冠(guan)軍(jun)。