潘晓婷在济南上中专时，父亲在学校对面开了一家台球室。第一次拿起球杆，潘晓婷是和同学赌气，一下连进了好几个球，自此潘晓婷走上了台球之路。学台球半年后，潘晓婷进步很大。

1998年，在北京举行的首届全国女子九球公开赛上，16岁的潘晓婷获得冠军奖杯。

同年，潘晓婷参加中央电视台举办的女子九球公开赛，获得冠军。

1998年至2000年10月，潘晓婷在国内保持不败，在宁波举行的首届全国体育大会上，代表山东获得了女子九球冠军。

2000年，为了更好地发展事业，潘晓婷全家迁到了上海。

2002年11月，潘晓婷在第35届日本大阪九球公开赛上一举荣获女子组冠军，从此为球迷所关注。

2003年，潘晓婷遭遇了小小的挫折，由于种种原因潘晓婷没有拿到去日本的签证，作为卫冕冠军却无法赴大阪参赛。5月12日，一场花式九球中美天后国际邀请赛在上海举行。参加这次对抗赛的“四大天后”，是有“黑寡妇”之称的韩裔美国人珍妮特李，中国的潘晓婷、周萌萌和陈雪，结果潘晓婷和珍妮特李杀入决赛。虽然在决赛中4：7不敌珍妮特李，但借助本次比赛，潘晓婷人气获得提升。

2005年，日本大阪九球公开赛荣获冠军。

2006年，在中国运动员教育基金会的支持下，开始进军最高水平的美国女子职业台球巡回赛。2月开始，潘晓婷开始到美国参加象征最高水平的WPBA比赛。在这场年终赛的开幕式颁奖仪式上，WPBA组织颁发年度最佳新人的荣誉称号给潘晓婷。

2007年4月8日晚，潘晓婷在世锦赛决赛中11-5击败菲律宾选手，成功登上世界冠军宝座，成了中国首位台球世界冠军。

同年，在美国的WPBA大湖公开赛中夺冠，刷新了中国人在这一赛事的成绩。4月8日晚上8时，安丽杯女子花式撞球世界锦标赛决赛，潘晓婷以11-5的优异成绩，击败菲律宾选手艾米卢比伦，成功登上世锦赛冠军宝座。这是潘晓婷首次捧起该项赛事的冠军

2007年10月19日恰逢九九重阳节，位于上海杨浦区四平路773号的新新"潘晓婷俱乐部开业，俱乐部有近50张球台。开业当天，俱乐部举办了“新新”杯上海9球混合让局赛，潘晓婷、赵丰邦、付剑波等高手均上场参赛。

2008赛季，潘晓婷首次成为双冠王，在BCA比赛中荣获冠军，潘晓婷击败金佳映，而且实现了在所有顶级赛事中的全满贯。2008年日本大阪九球公开赛夺冠。

2009年12月25日晚，“野酷杯”京沪台球性别对抗赛（八球），潘晓婷以2比1取胜丁俊晖。

2010年，代表中国参加亚运会勇夺冠军后潘晓婷也成功实现个人职业生涯大满贯（继摘得世界锦标赛、世界花式撞球联合会杯（WPA）、世界女子台球协会杯（WPBA）、亚洲锦标赛、全国赛等桂冠）。

2011年底，CBSA鄂尔多斯国际公开赛潘晓婷的封后更奠定了潘晓婷在中国台球界的重要地位，保持着8个世界级别的冠军和大满贯记录。

2012年，安利杯女子花式台球赛结束了半决赛的争夺。潘晓婷以7-9不敌奥地利名将欧斯纯。

同年，CBSA美式9球“美途国旅”杯房山国际公开赛，潘晓婷以9-6力克英国“快火”凯莉-费雪夺冠。

同年6月18日晚，世界女子九球锦标赛在辽宁省沈阳市结束第一比赛日争夺，潘晓婷连败两场，继2010年世锦赛后再次在首轮黯然出局。

8月20日，菲律宾马尼拉，亚洲女子10号球世锦赛在菲律宾首都马尼拉正式开赛。潘晓婷出战，这也是潘晓婷职业生涯第一次参加10号球比赛。9月13日， 2012“浦东唐城杯”世界9球中国公开赛将在上海浦东源深体育馆拉开大幕。“九球天后”快速的以7-0横扫卡罗琳取得比赛首胜。1月20日，参加国家队女子斯诺克对抗选拔赛，为6月份将在韩国举行的亚洲室内运动会热身准备。1月21日，北京，潘晓婷参加国家队女子斯诺克对抗选拔赛，丁俊晖的启蒙教练蔡剑忠亲自指导九球天后。10月23日晚，2013CBSA 美式台球冠中冠精英赛结束了最后的争夺，潘晓婷最终以9-6的比分战胜了19岁小将陈思明获得冠军。11月2日，亚林女子10号球世锦赛中，潘晓婷于小组赛中迎战波兰选手奥莉薇亚。12月30日，“火箭”奥沙利文与“九球天后”潘晓婷比赛，一场斯诺克与九球的巅峰对决，地点在家乡兖州。在上半场的9球比赛中，潘晓婷在0比4落后的情况下完成逆转7比6获胜，但在随后的6红球斯诺克比赛中，奥沙利文轻而易举的以2-1取得胜利。 [16-25] 

2017年6月11日晚，2017世界9球中国公开赛在上海收杆，中国女队潘晓婷止步比赛八强。 [8] 

同日，世界杯女子9球锦标赛决赛中，潘晓婷在5-1大比分领先的情况下遭到逆转，7-9负于现世界排名第一的陈思明，屈居亚军。 [9]  [26] 

2018年2月6日，夺得2018年CCTV贺岁杯世界女子9球争霸赛贺岁杯冠军

2007年客串电影《精舞门》。2009年为纪念四川5.12大地震与众多体育健儿一起演绎了首部MV《风雨操场》。2009年8月纪念奥运一周年MV《点亮梦想》，这也是晓婷参与录制的第二部作品。

2010年8月29日，潘晓婷为《男人装》杂志拍摄了一组写真。潘晓婷受到了唱作人丘羽特的邀请，一起亮相在央视演播大厅的《星光大道》节目现场。潘晓婷与丘羽特合唱的《看见》、《中华豪情》。潘晓婷推出歌曲《冬天》。这首歌由歌手丘羽特词曲创作。

潘晓婷暂时没有进军娱乐圈的打算，生活重心还是专注在九球上面：“如果连续两年没有拿到冠军，我才会考虑退役。

2013年，在台湾参与拍摄电影《爱上九号球》。

2014年，参加东方卫视《与星共舞》及《两天一夜》节目录制；同年参加山东卫视《星球大战》节目录制。 [28-29] 

2015年，参加录制东方卫视真人秀《巅峰拍档》第二季及《可凡倾听》；同年，参与科达《第二人生》拍摄；并参加搜狐视频《极品女士》拍摄；随后拍摄杂志写真《瑞丽》、《时尚健康》、《改装客》、《时尚芭莎》、《名车志》。

2016年，参加录制江苏卫视户外真人秀《非凡搭档》，与黎明、林依晨、魏晨、谢依霖、郑元畅、盛一伦、李小鹏等12位人气冠军及明星在全球12座体育名城展开一场以奥运为主题的“敢·爱”之旅。

同年参加录制江苏卫视《说出我世界》，并参与录制浙江卫视《来吧，冠军》；参加录制陕西卫视原创慢综艺丝绸之路人文旅行《丝路上有你》节目录制 [30]  ；随后参加CCTV5《贺岁杯》录制。 [31-34] 

2017年，参加CCTV1、CCTV3联合播出的《朗读者》节目录制。