1981年4月3日，牛剑锋出生在河北保定的妇婴医院里。
4岁时，牛剑锋父母在公园里正好赶上保定市体育幼儿园招生，抱着锻炼身体的目的，父母给她报名了体操班。然而，体操教练觉得牛剑锋的身材偏高，不适合练体操，便把她推荐给了乒乓球教练。
上小学后，牛剑锋进入保定市体校，主教练是其在体育幼儿园已带她的唐银生。从10岁开始，牛剑锋在保定市体校接受了整整三年的训练。
1993年，牛剑锋进入河北省乒乓球队。
牛剑锋出道于1997年的CCTV杯乒乓球擂台赛。 同年，牛剑锋进入中国国家乒乓球队。
2001年8月28日，在第21届世界大学生运动会女单半决赛中，牛剑峰力挫柳智惠晋级决赛，但在决赛中负于队友帖雅娜，无缘冠军。 8月29日，在第21届世界大学生运动会女双决赛中，牛剑峰/张怡宁2-1击败柳智惠/金茂校，获得冠军。 10月11日，牛剑锋当选2000-2001中国乒乓球俱乐部超级联赛最佳女运动员。 11月12日至24日，牛剑峰在中华人民共和国第九届运动会中先后获得乒乓球女双、女团、混双亚军。
2002年1月10日至13日，在国际乒联职业巡回赛总决赛女单比赛中，牛剑锋先后以4-1柳智惠、4-0李佳的成绩进入决赛，但最终2-4负于王楠，无缘冠军。
2003年12月14日，在国际乒联职业巡回赛总决赛女单决赛中，牛剑锋4-3击败张怡宁，首次在世界级赛事中获得女单冠军。 12月15日，在国际乒联职业巡回赛总决赛女双决赛中，牛剑锋/郭跃4-3击败张怡宁/王楠，获得冠军。
赛场上的牛剑锋
2004年3月6日，在第47届世乒赛团体赛女团决赛中，中国（张怡宁、王楠、郭跃、李菊、牛剑锋）3-0击败中国香港，获得冠军。 4月11日，在奥运会乒乓球亚洲区预选赛女单最后一场比赛中，牛剑锋4-1击败张雪铃，从而以不败战绩取得预选赛冠军。 4月12日至13日，在奥运会乒乓球亚洲区预选赛女双比赛中，牛剑锋/郭跃组合在小组赛4-0印度组合维贾伊/戈什、4-0朝鲜组合高云光/金云美、4-0韩国组合金景娥/金福来、4-1日本组合小西杏/福原爱、4-1中国台北组合黄怡华/陆云凤，以全胜的成绩晋级；在第二阶段，又以4-0中国香港组合帖亚娜/桑娅婵、4-2战胜韩国组合李恩实/石恩美、4-2新加坡组合陈佩芬/张雪铃的成绩获得冠军。 8月20日，在雅典奥运会乒乓球女双铜牌争夺战中，牛剑锋/郭跃4-3险胜韩国组合金景娥/金福来，获得铜牌。 此外，在2004年国际乒联巡回赛各站中，牛剑锋先后获得希腊公开赛女双冠军（搭档郭跃）、新加坡公开赛女双冠军（搭档郭跃）、日本公开赛女双冠军（搭档郭跃）、德国公开赛女单冠军和女双冠军（搭档郭跃）、奥地利公开赛女单冠军。2005年2月25日，在卡塔尔乒乓球公开赛女双决赛中，牛剑锋/郭跃4-0击败匈牙利组合巴托尔菲/托特，获得冠军。 9月5日，中国女乒在亚乒赛兵败济州岛后，牛剑锋因领军不力被调整回河北队“反省”。 8日，牛剑锋赴正定基地与河北队会合，全力备战中华人民共和国第十届运动会。 10月15日，在中华人民共和国第十届运动会女单1/16决赛中，牛剑锋0-4负于麦乐乐出局。 同日，在中华人民共和国第十届运动会团体半决赛中，牛剑锋所在的河北队0-4负于山东队出局。 10月18日，在中华人民共和国第十届运动会女双季军争夺战中，牛剑锋/白杨3-0击败刘娟/饶静文，获得铜牌。
2006年冬训之初，牛剑锋重返国家队，但由于伤病等原因，牛剑锋状态仍未恢复，在1月队内循环赛中仅列第十名。 2月10日，第48届世乒赛中国女乒选拔赛在国家体育总局训练局进行，作为选拔赛四名种子选手之一的牛剑锋小组赛未能出线。 5月21日，在2006中国乒乓球超级联赛首轮比赛中，牛剑锋3-1击败张怡宁。2007年初，牛剑锋在中国女乒队内“直通萨格勒布”第一次循环赛中位列第七名。 2007年1月23日，牛剑锋入选卡塔尔乒乓球公开赛参赛名单，重返国际赛场。 2月16日，在卡塔尔乒乓球公开赛女双1/4决赛中，牛剑锋/郭焱0-4负于队友王楠/李晓霞无缘四强。 17日，在卡塔尔乒乓球公开赛女单半决赛中，牛剑锋负于李晓霞，无缘决赛。 11月3日，在国际乒联职业巡回赛法国公开赛中，牛剑锋1-4不敌罗马尼亚球员杜迪安，时隔8年之后再次止步第二轮（1999年法国公开赛第二轮负于日本球员小山智丽）。
2008年11月24日，在全国乒乓球锦标赛女双决赛中，牛剑锋/白杨2-4负于郭焱/丁宁无缘冠军。
2009年6月13日，在2009中国乒乓球超级联赛第五轮中，牛剑锋3-2击败李晓霞，终结对手8连胜的成绩。 9月29日至10月2日，在中华人民共和国第十一届运动会女双1/4决赛中，牛剑锋/白杨2-3负于李圣洁/吕雪。
结婚照
情感生活2008年7月6日，牛剑锋结束八年爱情长跑，与刘志强结婚。
牛剑锋实力不错，但她在比赛中不喜欢琢磨对手，战术想得不够细，应变能力有待加强。如果在“巧”上下功夫，她的球很有威胁。（新快报评）
牛剑锋的技术与王楠、张怡宁不相上下，但她始终没有大的突破，一方面与她遇事不善张扬、什么事都憋在心里的性格有很大关系，另一方面牛剑锋凡遇赛事心理包袱重，放不开手脚，既输老将，也输新秀，真有点恨铁不成钢。（燕赵晚报评）