1975年，史美琴进入国家队，主攻跳台。进入国家队后，同组的师兄们
刘恒林、
李孔政、王卫国等人用各自的方式帮助她迅速掌握了很多高难度动作，其中107B（向前翻腾3周半屈体）后来成为史美琴的必杀技，当时即便是男选手，也没有几个人能掌握这个动作。慢慢的，史美琴的跳水优势显示出来，从1977年到1980年，她蝉联全国女子跳板冠军，并夺得1978年第八届亚运会女子跳板冠军。
1980年，史美琴在英国马蒂尼国际跳水邀请赛中夺得跳板跳水冠军。1981年，史美琴在墨西哥举办的第二届世界杯跳水比赛中获得女子三米跳板金牌，成为中国首位跳水世界冠军。之后，她在第十一届大学生运动会、1984年亚洲跳水锦标赛以及第四届全运会跳水比赛中均获得跳板跳水冠军。此外，她还两次荣获国家体育运动荣誉奖章。
1984年，史美琴宣布退役。退役后的史美琴扎根上海跳水队执教多年并担任领队。1991年，6岁的吴敏霞进入上海跳水三线队，史美琴陪伴并见证她成为中国首位女性奥运“五金王”；退休前，史美琴从体操队挖来陈芋汐，亲自推荐进上海跳水队，如今陈芋汐已经是奥运冠军。退休后，史美琴仍时不时前往上海跳水队设在东方体育中心的训练地，关心后备力量的发展。
1984年在汉城（现更名为首尔）举行的游泳亚锦赛上，史美琴结识了夺得100米蝶泳冠军的郑健，二人逐渐开始恋爱。1987年，备战1988年汉城奥运会的前一年，郑健回沪期间，两人去领了结婚证。等到郑健退役后也回到上海游泳队执教，两人才于1990年补办了婚礼。
1992年，郑健赴日本神奈川一家俱乐部担任游泳教练，一年后，史美琴也去到日本陪伴他，儿子郑翼立在日本出生。后二人执意回到上海，儿子也在上海长大，儿子成年在美国康涅狄格大学读书，是学校第一位亚裔网球选手。
由于年代原因，她错失了登上奥运赛场的机会，但这样的遗憾，她用另一种方式为自己圆梦——帮助吴敏霞成为奥运五金王、为国家队发掘出陈宇汐这样的新人。当然，想要帮助更多运动员闪耀赛场，沟通上的真诚只是一个方面，在竞技层面，更需要史美琴的一双“慧眼”。（澎湃新闻评）