1996年开始练习乒乓球，2003年进入国家青年队，2005年进入国家一队。2009年，丁宁获得职业生涯首个世界冠军，跻身主力层。2011年5月，丁宁获得鹿特丹世乒赛女单冠军，国乒历史上第13位吉·盖斯特杯得主。2012年伦敦奥运会上与李晓霞、郭跃携手在乒乓球女子团体赛中夺得冠军。2016年8月11日夺得里约奥运会女子乒乓球单打冠军。2017年6月29日，当选北京市出席党的十九大代表；同年9月6日，夺得第十三届全运会乒乓球女单冠军。自此，丁宁成为中国乒坛第六位包揽奥运会、世乒赛、世界杯、全运会的“全满贯”选手。2017年12月当选中国十佳劳伦斯冠军奖最佳女运动员奖。
丁宁从小在体育馆工作的母亲就带着她让她跟着一群小朋友练乒乓球，后母亲自费送丁宁去参加辽宁省乒乓苗子集训，结果被甄九祥教练看中；1999年她来到北京被周树森教练看中加入北京队。2003年，丁宁进入的中国国家青年队；2005年被选入中国国家队。
2007年10月，丁宁在全国第六届城运会女乓单打上挑落世乒赛冠军郭跃挺进决赛，并力克世界冠军李晓霞摘下金牌，成为引人注目的未来之星。
2009年，丁宁在国乒直通横滨对内选拔赛上，凭借首阶段第三、第二阶段第一的成绩，力压两阶段都排名第二的张怡宁，成为“直通横滨”的冠军，第一个拿到世乒赛单打资格，开始了自己的首个世乒赛单打之旅，并获得职业生涯首个世界冠军，跻身主力层。
2011年5月15日，丁宁在第51届鹿特丹世乒赛结束女单决赛的争夺中以4比2击败队友李晓霞夺取世界冠军，成为中国队历史上第13位世乒赛女单冠军，这也是中国队在世乒赛女单历史上的9连冠。同年11月，她首度以3，005分成为世界排名第一的选手。同年获得英国公开赛女单冠军，女双亚军（与李晓霞）；卡塔尔公开赛女单亚军，女双亚军（与郭焱）；阿联酋公开赛女单冠军；中国公开赛苏州站女单亚军，女双亚军（与李晓霞）；奥地利公开赛女单冠军，女双冠军（与李晓霞）；世界杯女单冠军，女团冠军；乒联巡回赛总决赛女单亚军。
